一株高效降解聚乳酸塑料的新型真菌——暗孢节菱孢（Arthrinium phaeospermum）的发现及其降解机制解析

本研究报道了一株从垃圾填埋场土壤中分离得到的新型真菌暗孢节菱孢（Arthrinium phaeospermum）LF2024，可在40天内实现聚乳酸（PLA）塑料42.1%的质量损失和78.0%的分子量降低，并通过转录组分析揭示了其降解过程中关键酶系（如细胞色素P450、脂肪酶和角质酶）的协同作用机制，为PLA生物降解提供了高效、可持续的微生物解决方案。

　　

Highlight

本研究鉴定出暗孢节菱孢（Arthrinium phaeospermum）作为一种新型高效PLA生物降解剂，在40天内实现PLA薄膜42.1%的质量减少和78.0%的分子量下降。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR-ATR）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）和环境扫描电子显微镜（ESEM）等综合表征手段，证实了PLA结构的广泛降解，包括亲水性增加（接触角从147.6°降至62.1°）和拉伸强度损失85%。转录组分析揭示了关键酶机制，包括细胞色素P450（CYP450）、醇氧化酶、脂肪酶和角质酶的协同作用，这些酶共同参与PLA的解聚过程。

Environmental Implication

聚乳酸（PLA）塑料作为持久性微塑料积累物，对生态系统和人类健康构成威胁。本研究报道了从垃圾填埋场分离的真菌暗孢节菱孢LF2024作为一种新型高效PLA生物降解剂，在40天内实现PLA 42.1%的质量损失和78.0%的分子量降低。真菌酶协同系统（脂肪酶、角质酶、CYP450）将PLA解聚为可生物降解的单体，同时菌丝网络抑制次级微塑料生成，为环境可持续性提供解决方案。

Conclusion

本研究鉴定出暗孢节菱孢（Arthrinium phaeospermum）作为一种新型高效PLA生物降解剂，在40天内实现PLA薄膜42.1%的质量减少和78.0%的分子量下降。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR-ATR）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）和环境扫描电子显微镜（ESEM）等综合表征手段，证实了PLA结构的广泛降解，包括亲水性增加（接触角从147.6°降至62.1°）和拉伸强度损失85%。转录组分析揭示了关键酶机制。