作者:王伟 鲁子奇 王子璇 来源:央视新闻客户端 发布时间:2022/3/8 15:27:23
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中科院海洋所发现能有效降解聚乙烯等多种塑料的海洋真菌

 

3月7日,国际学术期刊《Journal of Hazardous Materials》发布报道,介绍了科院海洋所孙超岷课题组发现的能有效降解聚乙烯塑料的海洋真菌和酶的研究成果。

该真菌不仅能有效降解聚乙烯塑料,还对聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚酰胺和生物可降解塑料有明显的降解效果,是一株塑料降解谱广泛的真菌,为发展混合塑料降解生物制品提供了绝佳候选材料,并有望突破多种难降解塑料的降解瓶颈。

全球每年有超过800万吨的塑料垃圾,流进海洋变成微塑料进入食物链,逐渐演变成一个全球性生态难题。迄今为止,只有苯二甲酸乙二醇酯塑料的微生物降解取得了不错的进展,对于其他几种塑料,尤其是用量最大、污染最重、最难降解的聚乙烯塑料,几乎鲜有能有效降解的微生物菌株和酶种被发现,更不用说产业化应用。

科院海洋所孙超岷团队,自2016年开始从青岛近海采集了上千份塑料垃圾,经过大量筛选发现:一个塑料垃圾上附着了一个海洋真菌Alternaria alternata FB1,该真菌在PE塑料表面具有很强的定殖能力。

经过1个月左右的培养,该真菌能够在聚乙烯表面产生明显的降解孔洞。延长真菌处理聚乙烯的时间至4个月,该真菌能够使得塑料发生皱缩、变色,降解塑料碎片从原始塑料上剥离。研究人员进而结合红外光谱、凝胶渗透色谱、X射线衍射、高效液相色谱及质谱等手段多方位证实了该真菌能有效降解聚乙烯,解聚效率高达95%。

结合气相色谱和质谱技术发现该真菌降解PE塑料的产物主要是一种四碳化合物(二甘醇胺)占比达到93%。利用转录组技术解析了介导该真菌降解PE的潜在酶系,最终结合体外表达技术获得了多个在24小时内有降解PE效果的酶种。

为了能提高其降解效率,研究团队近期改良了真菌的培养条件,大大提升了对PE塑料的降解效果:一个月即可以产生原来数月才能达到的降解效果。经过毒理实验,确证该真菌对环境无害,而且在降解塑料后其培养物能够产生有效抑制多种病原菌(包括临床常见耐药菌)的活性物质。目前,该研究成果已经申请国家发明专利保护。

(总台记者 王伟 鲁子奇 王子璇)

 
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