3月7日，國際學(xué)術(shù)期刊《Journal of Hazardous Materials》發(fā)布報(bào)道，介紹了中科院海洋所孫超岷課題組發(fā)現(xiàn)的能有效降解聚乙烯塑料的海洋真菌和酶的研究成果。
該真菌不僅能有效降解聚乙烯塑料，還對聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚酰胺和生物可降解塑料有明顯的降解效果，是一株塑料降解譜廣泛的真菌，為發(fā)展混合塑料降解生物制品提供了絕佳候選材料，并有望突破多種難降解塑料的降解瓶頸。
全球每年有超過800萬噸的塑料垃圾，流進(jìn)海洋變成微塑料進(jìn)入食物鏈，逐漸演變成一個(gè)全球性生態(tài)難題。迄今為止，只有苯二甲酸乙二醇酯塑料的微生物降解取得了不錯(cuò)的進(jìn)展，對于其他幾種塑料，尤其是用量最大、污染最重、最難降解的聚乙烯塑料，幾乎鮮有能有效降解的微生物菌株和酶種被發(fā)現(xiàn)，更不用說產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
中科院海洋所孫超岷團(tuán)隊(duì)，自2016年開始從青島近海采集了上千份塑料垃圾，經(jīng)過大量篩選發(fā)現(xiàn)：一個(gè)塑料垃圾上附著了一個(gè)海洋真菌Alternaria alternata FB1，該真菌在PE塑料表面具有很強(qiáng)的定殖能力。
經(jīng)過1個(gè)月左右的培養(yǎng)，該真菌能夠在聚乙烯表面產(chǎn)生明顯的降解孔洞。延長真菌處理聚乙烯的時(shí)間至4個(gè)月，該真菌能夠使得塑料發(fā)生皺縮、變色，降解塑料碎片從原始塑料上剝離。研究人員進(jìn)而結(jié)合紅外光譜、凝膠滲透色譜、X射線衍射、高效液相色譜及質(zhì)譜等手段多方位證實(shí)了該真菌能有效降解聚乙烯，解聚效率高達(dá)95%。
結(jié)合氣相色譜和質(zhì)譜技術(shù)發(fā)現(xiàn)該真菌降解PE塑料的產(chǎn)物主要是一種四碳化合物（二甘醇胺）占比達(dá)到93%。利用轉(zhuǎn)錄組技術(shù)解析了介導(dǎo)該真菌降解PE的潛在酶系，最終結(jié)合體外表達(dá)技術(shù)獲得了多個(gè)在24小時(shí)內(nèi)有降解PE效果的酶種。
為了能提高其降解效率，研究團(tuán)隊(duì)近期改良了真菌的培養(yǎng)條件，大大提升了對PE塑料的降解效果：一個(gè)月即可以產(chǎn)生原來數(shù)月才能達(dá)到的降解效果。經(jīng)過毒理實(shí)驗(yàn)，確證該真菌對環(huán)境無害，而且在降解塑料后其培養(yǎng)物能夠產(chǎn)生有效抑制多種病原菌（包括臨床常見耐藥菌）的活性物質(zhì)。目前，該研究成果已經(jīng)申請國家發(fā)明專利保護(hù)。
（總臺(tái)記者 王偉 魯子奇 王子璇）
