科学家发现塔宾曲霉菌对聚氨基甲酸酯的生物降解作用

摘要: 　　工业合成塑料的生产与使用已经对环境产生严重的危害。聚氨基甲酸酯（PU）是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，广泛应用于工业、医疗、建筑和汽车等，如我们日常生活中所用的泡沫塑料、海绵和汽车 ...

　　工业合成塑料的生产与使用已经对环境产生严重的危害。聚氨基甲酸酯（PU）是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，广泛应用于工业、医疗、建筑和汽车等，如我们日常生活中所用的泡沫塑料、海绵和汽车垫子等。全球聚氨基甲酸酯（PU）年产量估计约为800万吨（Mt），并且逐年增加。这些不可降解的聚氨基甲酸酯垃圾导致了土壤和水体的污染，并最终进人海洋生态系统。近年来，塑料在地球表面、河流与海洋生态系统中的积累已引起人类越来越多的关注，并成为日益严重的环境问题。
　　中国科学院昆明植物学习所许建初学习组于2017年发现了塔宾曲霉菌对聚氨基甲酸酯的生物降解作用。学习人员认为，真菌的生物降解是治理合成聚合物污染的重要途径，学习组从城市垃圾中分离出降解聚氨基甲酸酯的新的真菌，并鉴定命名为塔宾曲霉菌（Aspergillus tubingensis）。这项学习成果以塔宾曲霉菌（Aspergillus tubingensis）对聚氨基甲酸酯的生物降解为题，发表在国际期刊环境污染（Environmental Pollution）上。该文的第一作者是来自巴基斯坦的Khan Sehroon博士，目前在昆明植物所从事博士后学习工作。
　　该学习获得了国家自然科学基金（项目号：1550110215 和 31650410651）与科技部十二五国家关键科技支撑项目绿色磷矿项目（2013BAB07B06）的资助。
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　　图1. 聚氨基甲酸酯（PU）表面生长的塔宾曲霉菌，（A）用塔宾曲霉菌接种并以PU无菌膜覆盖的SDA板，（B）在孵育4天后PU膜转移到MSM琼脂板，以及（C）三周后从MSM琼脂平板上回收的PU膜，（D）在SDA平板上温育两周的降解掉的PU膜，（E）对降解的PU膜D的控制，（F）对照E的SEM，（G和H）测试D的SEM。

　　图2. 在液体MSM（2%葡萄糖）中孵育了三周的PU表面上的塔宾曲霉菌。（A）灭菌PU膜，（BC）PU膜在具有2%葡萄糖的液体MSM中孵育21天后，（D）在PU膜表面上生长的塔宾曲霉菌，以及（E）两个月后在MSM介质里溶解的PU膜。

　　图3. 掩埋在土壤中四个月的聚氨酯膜的扫描电子显微镜照片（A）对照PU膜的SEM，（B）埋在土壤里一个月的PU膜的SEM，（C）埋在土壤里四个月的PU膜，（D）埋在土壤里四个月的聚氨酯膜的SEM。

　　图4. 塔宾曲霉菌Aspergillus tubingensis (a)在MEA上培养20天之后，电镜扫描图（b）菌丝，茎秆和孢子囊（c）孢子囊上未成熟的孢子，（d）具有双层结构的分生孢子和孢子囊，（e）孢子囊上的分生孢子（悬臂），（f）分生孢子显示叶片网状的饰物和侧翼为叶片顶部的赤道沟，（g）单个分生孢子。比例尺：A= 70 mm culture plate， B=2μm， C=10 μm， D=3 μm， E=3μm， F=1μm， and G=1μm。科学家发现塔宾曲霉菌对聚氨基甲酸酯的生物降解作用 | 责任编辑：虫子