低温环境下Aeromicrobium sp. JJY06对PCL、PBS和PBAT的生物降解：一种新型冷环境塑料清理菌株的发现与应用

为应对低温环境中生物塑料降解效率低的难题，韩国研究人员从稻田土壤中分离出Aeromicrobium sp. JJY06菌株。该菌株在10°C下25天内可完全降解聚己内酯(PCL)，并对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)分别实现38.6%和33.5%的降解。基因组分析揭示了其冷适应基因和塑料降解基因簇，为寒冷地区塑料污染治理提供了新方案。

　　

塑料污染已成为全球性环境危机，传统石化塑料需数百年才能自然分解，而号称"环保"的生物塑料在低温环境下降解效率骤减。南极冰川、深海等寒冷生态系统中，塑料碎片甚至形成了新的地质层。更令人担忧的是，目前已知的塑料降解微生物大多为中温菌，在10°C以下活性显著降低。这一矛盾促使科学家们迫切寻找能在寒冷条件下高效分解塑料的"超级清洁工"。

韩国研究团队从稻田土壤中筛选出一株突破性菌株Aeromicrobium sp. JJY06。通过16S rRNA基因测序鉴定，该菌与Aeromicrobium tamlense SSW1-57相似度达99.93%。令人惊叹的是，在4°C的琼脂平板上，JJY06能在PCL、PBS和PBAT乳化平板上形成明显透明圈。温度升至10°C时，25天内即可完全矿化PCL薄膜，扫描电镜(SEM)显示材料表面出现显著侵蚀孔洞，凝胶渗透色谱(GPC)证实分子量分布明显左移。全基因组测序揭示其4.52 Mb基因组中包含4076个蛋白编码基因，其中冷休克蛋白基因簇和酯酶/水解酶基因共存的现象，首次从分子层面解释了冷环境塑料降解的协同机制。

关键技术包括：1）从韩国伊山稻田采集土壤样本进行菌株筛选；2）采用R2A琼脂平板结合塑料乳化技术进行透明圈筛选；3）通过SEM、GPC和FTIR多维度验证降解效果；4）PacBio平台完成全基因组测序与RAST注释。

研究结果揭示：
《Chemicals》章节显示，实验选用工业级PBAT、PBS和PCL颗粒，通过二氯甲烷溶解制备乳化平板。
《Preparation of plates》详细描述了60°C水浴溶解塑料的创新方法，确保乳化均匀性。
《Screening of microorganisms》发现JJY06在4-35°C宽温域内均保持降解活性，25°C时PBAT降解率提升至55.6%。
《Discussion》部分强调，这是首次报道Aeromicrobium属菌株同时降解三种生物塑料，其低温性能超越已知的Pseudomonas和Rhodococcus等菌株。

结论指出，JJY06的冷适应机制与塑料降解能力的耦合，突破了生物塑料在寒冷气候中堆积的技术瓶颈。其基因组中鉴定的重金属抗性基因，进一步暗示该菌株在污染场地的实用潜力。这项发表于《Journal of Hazardous Materials》的研究，不仅为极地科考站的废物处理提供了生物解决方案，更开创性地证明温带土壤微生物可能蕴藏着未被发掘的极端环境适应能力。随着PBAT地膜在寒带农业的推广，JJY06有望成为田间塑料残留的"天然清除剂"，实现从实验室到生态系统的技术跨越。