天昊Accu16S细菌绝对定量测序项目登陆顶级环境杂志《Journal of Hazardous Materials》

“昊”文章

期刊名： Journal of Hazardous Materials

使用技术：微生物Accu16S^TM细菌绝对定量测序

近期，国际顶级环境科学类学术期刊《Journal of Hazardous Materials》在线发表了中国科学院海洋研究所孙超岷课题组最新研究成果，首次发现能够有效降解聚乙烯对苯二甲酸酯（PET）和聚乙烯（PE）两种塑料的海洋微生物菌群和酶类，为获得塑料降解微生物和功能酶类、发展降解塑料垃圾生物制品提供了重要理论依据和候选材料，并有望突破难降解塑料聚乙烯的降解技术瓶颈。在本项研究中，天昊生物有幸承担了微生物Accu16S^TM细菌绝对定量测序工作，也创造了我们细菌绝对定量推出短短一年多时间以来，发表文章影响因子的新高度。

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英文题目：A marine bacterial community capable of degrading poly(ethylene terephthalate) and polyethylene

中文题目：一种能够降解聚乙烯对苯二甲酸酯和聚乙烯的海洋细菌群落

期刊名： Journal of Hazardous Materials

发表时间：2021年4月

影响因子：9.037

研究概要

塑料废弃物正在成为最常见的海洋垃圾，并带来日益严重的全球污染问题。据报道，到2015年，人类总共生产了83亿吨塑料，其中63亿吨被废弃成为垃圾。由于废旧塑料种类繁多、回收降解反应复杂，塑料垃圾中只有9%被回收，12%被焚烧，79%被填埋或者遗弃在自然环境中。按照目前的趋势，至2050年垃圾填埋场和自然环境中将有120亿吨塑料垃圾，其形成的“白色污染”给全球带来严重的环境污染和生态破坏。因此开展塑料降解体系研究、加快塑料污染物治理技术研发迫在眉睫。

在本研究中，作者对数百个与塑料废弃物相关的样品进行了筛选，发现了一个能够高效定殖和降解PET和PE的海洋细菌群落。利用天昊生物Accu16S^TM细菌绝对定量测序技术，通过对菌群组成种类和丰度进行定量分析，发现有5类细菌为优势种群。结合培养技术成功获得上述5类细菌的纯培养菌株，其中3株具有明显降解塑料的能力。将该3株细菌按照一定比例进行复配，最终成功获得一个能稳定共存并具有显著降解PET和PE塑料垃圾的菌群，该菌群尤其喜好降解PE塑料，两周时间可以将PE降解为碎片（图1）。

随后研究者还采用了红外光谱、凝胶渗透色谱、X射线衍射、高效液相色谱及质谱等技术来证明这三类细菌的重组细菌群落对PET和PE的有效降解。研究者进一步利用宏转录组学方法，来研究由该重组细菌群落介导的塑料降解过程的潜在降解机制，发现了起关键作用的降解酶类。

图1、来自本研究细菌群落的三种核心细菌的丰度量化和塑性降解结果。(A)PET和PE薄膜孵育7天后，使用Accu16S^TM细菌绝对定量测序技术对本研究CAS6菌群中的细菌进行绝对丰度量化结果。显示了前5个丰度最高的细菌名称，每个名称后面都显示了相应属的丰度。三种核心细菌的属名以红色显示。用Exiguobacterium sp细菌处理14天的PET (B)和PE (C)的扫描电镜结果。用Halomonas sp.细菌处理14天的PET (D)和PE (E)的扫描电镜结果。用Ochrobactrum sp.细菌处理14天的PET (F)和PE (G)的扫描电镜结果。用三种细菌混合物处理7天的PET (H)和PE (I)的扫描电镜结果。

总体而言，本研究发现了一个可有效降解PET和PE的海洋细菌群落，为塑料降解途径及其相关的生物和机械过程提供了新的见解，为开发针对塑料废物的微生物产品奠定了坚实基础。

中科院实验海洋生物学重点实验室博士研究生高蓉蓉为第一作者，孙超岷研究员为通讯作者。研究得到了大洋协会“深海生物资源计划”及中科院海洋大科学中心前沿部署等项目联合资助。

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