邱园皇家植物园的研究人员及其合作伙伴在《危险材料杂志》上发表的一项新研究在中国江苏沿海盐沼中发现了塑料降解真菌和细菌的多种微生物组。

国际科学家团队统计了总共184种真菌和55种细菌菌株，能够分解聚己内酯(PCL)，这是一种常用于生产各种聚氨酯的可生物降解聚酯。其中，Jonesia属和链霉菌属内的细菌菌株有可能进一步降解其他石油基聚合物 - 天然或合成的分子链结合在一起。

这些降解塑料的微生物于2021年<>月在中国东部的大丰采集到，大丰是靠近黄海沿岸的联合国教科文组织保护地点。抽样证实了陆地塑料圈的存在，这个术语对陆地生态学来说相对较新，因为过去的研究主要集中在海洋环境上。进一步发现沿海塑料碎片的这种“人造生态位”的微生物组与周围的土壤不同。

(资料图)

科学家们越来越多地关注真菌和细菌等微生物，以帮助应对现代一些最紧迫的挑战，包括塑料污染的上升趋势。根据联合国环境规划署 (UNEP) 的数据，自 400 年代以来，每年产生 1970 亿吨塑料废物，塑料污染水平急剧上升。然而，研究人员希望这个问题的答案可以在塑料层中找到。

过去的研究已经认识到微生物处理塑料废物的潜力;由中国和巴基斯坦的研究人员领导的一项2017年研究确定了一种真菌曲霉菌菌株，该菌株正在巴基斯坦伊斯兰堡的一个垃圾填埋场分解塑料。迄今为止，已经发现436种真菌和细菌可以降解塑料，Kew科学家和合作伙伴认为，他们的最新发现可能会导致开发旨在生物降解塑料废物的高效酶。

该研究将于2023月5日<>年世界环境日之前进行，其主题是在#BeatPlasticPollution运动下寻找塑料废物危机的解决方案。

RBG Kew真菌多样性和系统学高级研究负责人Irina Druzhinina博士说：“微生物学家都有责任找到塑料废物生态友好处理的解决方案，因为细菌和真菌将是第一个学习如何处理这种新材料的生物。我们毫不怀疑微生物会找到有效降解塑料的方法，但如果我们让自然顺其自然，这可能需要数千年的时间。这就是为什么我们的任务是利用我们已经拥有的微生物生物学知识，加速和指导微生物及其个体基因的进化，以完成这项工作。

由于其寿命长和疏水表面，水生生态系统中的塑料为真菌和细菌创造了一种“微生物礁石”。在某些可生物降解塑料的情况下，它们可以为微生物提供碳源来代谢 - 食物来源。在大丰，研究人员从七种不同类型的石油基聚合物中收集了50个塑料废物样本：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，发泡聚苯乙烯(EPS)，聚乙烯(PE)，聚氨酯(PU)，聚酰胺(PA)，聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)。

在这些样本中，研究人员确定了14属真菌，包括植物病原体Fusarium和Neocosmospora。植物致病真菌从植物中获取营养，但这样做的方式会伤害宿主。该研究的结果表明，这些真菌可能比腐生真菌(以死亡的植物和动物遗骸为食的真菌)更擅长降解PCL塑料和其他合成聚合物。

Druzhinina博士补充说：“大丰盐沼的生态位正是我们选择调查那里塑料废物中存在的微生物群落的原因，到目前为止，我们的发现已被证明既令人兴奋又充满希望。

在野外，真菌在分解有机物并将其通过碳循环方面发挥着关键作用。数百万年来，分解许多复杂和天然存在的聚合物(如纤维素)的能力已经发展。事实上，真菌分泌的酶在分解复杂的有机化合物(包括碳水化合物和蛋白质)方面非常有效。

除了大丰的真菌外，研究小组还确认了两个细菌属，链霉菌和最近发现的Jonesia属，是塑料降解的有希望的候选者。特别是，青海菌株在55种采样细菌菌株中占主导地位。

中国南京农业大学硕士生李雪松说：“有机会参与一个具有潜在影响力解决方案的项目，以应对全球不断上升的塑料污染水平，这是一个立竿见影的吸引力，特别是因为这是我的第一个研究项目。最初有人担心我们可能无法从单个抽样中收集足够的数据，但到目前为止的结果是压倒性的，我们不得不克制自己，不要隔离越来越多的文化来研究它们的特征。尽管细菌在这方面被证明非常活跃，但我个人更喜欢与真菌合作，因为这些生物具有巨大的应用潜力，远远超出了塑料的降解。

尽管该领域取得了许多令人兴奋的进展，但该研究的作者警告说，我们对塑料相关微生物的理解仍处于起步阶段。关于这些生态位的许多问题仍未得到解答，该研究的作者在精确识别分析的菌株到物种水平方面面临一些限制。

中国深圳中山大学的蔡峰博士说：“最让我印象深刻的是微生物多样性的绝对力量，特别是当你考虑到检测它们是多么具有挑战性时;它们体积微观，性质神秘，外观简单。然而，当我们改变视角并通过生化镜头观察它们时，我们就会接触到等待我们探索的丰富复杂性。意识到我们几乎没有触及表面，并且已经为未来技术发现了大量潜在的有前途的资源，这确实令人振奋。这种认识让我充满了难以置信的满足感，因为我知道还有许多发现有待实现，我们的工作可能会在该领域取得重大进展。

RBG Kew是世界上历史最悠久，最大的真菌之一，拥有超过1万个标本，但真菌王国仍然是自然界最大的谜团之一。估计各不相同，但在迄今为止描述的超过25，144种物种之外，可能还有数百万种物种尚未被发现，科学家们肯定其中有新的食物，药物和其他有益化合物的来源。

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