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科研進(jìn)展
許建初研究組發(fā)現(xiàn)會(huì)吃塑料的真菌:塔賓曲霉菌對(duì)聚氨基甲酸酯的生物降解 文章來源:資源植物與生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2017-03-22 | 作者:許建初 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 工業(yè)合成塑料的生產(chǎn)與使用已經(jīng)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。聚氨基甲酸酯(PU)是一種新興的有機(jī)高分子材料,被譽(yù)為“第五大塑料”,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、建筑和汽車等,如我們?nèi)粘I钪兴玫呐菽芰?、海綿和汽車墊子等。全球聚氨基甲酸酯(PU)年產(chǎn)量估計(jì)約為800萬噸(Mt),并且逐年增加。這些不可降解的聚氨基甲酸酯垃圾導(dǎo)致了土壤和水體的污染,并最終進(jìn)人海洋生態(tài)系統(tǒng)。近年來,塑料在地球表面、河流與海洋生態(tài)系統(tǒng)中的積累已引起人類越來越多的關(guān)注,并成為日益嚴(yán)重的環(huán)境問題。 中國科學(xué)院昆明植物研究所許建初研究組于2017年發(fā)現(xiàn)了塔賓曲霉菌對(duì)聚氨基甲酸酯的生物降解作用。研究人員認(rèn)為,真菌的生物降解是治理合成聚合物污染的重要途徑,研究組從城市垃圾中分離出降解聚氨基甲酸酯的新的真菌,并鑒定命名為塔賓曲霉菌(Aspergillus tubingensis)。這項(xiàng)研究成果以“塔賓曲霉菌(Aspergillus tubingensis)對(duì)聚氨基甲酸酯的生物降解”為題,發(fā)表在國際主流環(huán)境污染(Environmental Pollution)雜志上 (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749117300295)。本文的第一作者是來自巴基斯坦的Khan Sehroon博士,目前在昆明植物所從事博士后研究工作。 該研究獲得了國家自然科學(xué)基金(項(xiàng)目號(hào):1550110215 和 31650410651)與科技部十二五國家關(guān)鍵科技支撐項(xiàng)目綠色磷礦項(xiàng)目(2013BAB07B06)的資助。 圖1. 聚氨基甲酸酯(PU)表面生長的塔賓曲霉菌,(A)用塔賓曲霉菌接種并以PU無菌膜覆蓋的SDA板,(B)在孵育4天后PU膜轉(zhuǎn)移到MSM瓊脂板,以及(C)三周后從MSM瓊脂平板上回收的PU膜,(D)在SDA平板上溫育兩周的降解掉的PU膜,(E)對(duì)降解的PU膜D的控制,(F)對(duì)照E的SEM,(G和H)測試D的SEM。 圖2. 在液體MSM(2%葡萄糖)中孵育了三周的PU表面上的塔賓曲霉菌。(A)滅菌PU膜,(B&C)PU膜在具有2%葡萄糖的液體MSM中孵育21天后,(D)在PU膜表面上生長的塔賓曲霉菌,以及(E)兩個(gè)月后在MSM介質(zhì)里溶解的PU膜。 圖3. 掩埋在土壤中四個(gè)月的聚氨酯膜的掃描電子顯微鏡照片(A)對(duì)照PU膜的SEM,(B)埋在土壤里一個(gè)月的PU膜的SEM,(C)埋在土壤里四個(gè)月的PU膜,(D)埋在土壤里四個(gè)月的聚氨酯膜的SEM。
圖4. 塔賓曲霉菌Aspergillus tubingensis (a)在MEA上培養(yǎng)20天之后,電競掃描圖(b)菌絲,莖稈和孢子囊(c)孢子囊上未成熟的孢子,(d)具有雙層結(jié)構(gòu)的分生孢子和孢子囊,(e)孢子囊上的分生孢子(懸臂),(f)分生孢子顯示葉片網(wǎng)狀的飾物和側(cè)翼為葉片頂部的赤道溝,(g)單個(gè)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。
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