3月7日，國際學(xué)術(shù)期刊《危險(xiǎn)材料》報(bào)道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（PE）塑料的海洋真菌和酶的研究成果。
該真菌不僅能有效降解PE，還對(duì)聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PUR）、聚酰胺（PA）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（如PE、PS、PUR等）的降解瓶頸。
海洋真菌Alternaria alternata FB1對(duì)聚乙烯塑料的降解效果
海洋真菌Alternaria alternata FB1處理聚乙烯塑料4個(gè)月后的形態(tài)
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PE表面產(chǎn)生明顯的降解孔洞。延長真菌處理PE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PE，解解效率高達(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。
條件改良后海洋真菌Alternaria alternata FB1對(duì)多種塑料均有明顯降解效果(1個(gè)月)
雖然該真菌能夠降解PE塑料，但需要較長時(shí)間（長達(dá)數(shù)月）。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(duì)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。而且，培養(yǎng)條件改良后的真菌能夠有效降解包括聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PUR）、聚酰胺（PA）和生物可降解塑料在內(nèi)的多種塑料，尤其是對(duì)于聚酯型PUR和生物可降解塑料在兩周內(nèi)即可降解為碎片。值得指出的是，經(jīng)過毒理實(shí)驗(yàn)確證該真菌對(duì)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)。上述結(jié)果均表明該真菌有很好的潛力用于發(fā)展環(huán)境友好型塑料降解制品，其下游生物基材料還可以用于生產(chǎn)抗生素等生物制品。目前，該研究成果已經(jīng)申請(qǐng)國家發(fā)明專利保護(hù)。下一步將重點(diǎn)解析介導(dǎo)多種塑料降解的關(guān)鍵酶種，結(jié)合合成生物學(xué)等技術(shù)提升相應(yīng)酶種的產(chǎn)量和降解能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)部分塑料（如聚酯型PUR）的工業(yè)級(jí)應(yīng)用，建立“從塑料降解到高值化生物轉(zhuǎn)化”的一體化生物回收模式，為我國塑料循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、可行的技術(shù)支撐。
條件改良后海洋真菌Alternaria alternata FB1對(duì)一些塑料短期內(nèi)能產(chǎn)生顯著降解效果
（來源:全球生物降解中心）
