真菌-细菌协同降解LDPE微塑料：效率翻倍的生物修复新策略

【编辑推荐】针对LDPE微塑料污染难题，伊朗德黑兰大学团队创新性地采用Bacillus velezensis EBL50与Sarocladium strictum EBL60共培养体系，实现60天内26.3%的降解率（较单一真菌/细菌提升2-4倍），通过SEM/FTIR/GC-MS等多技术验证其协同氧化降解机制，为环境微塑料治理提供高效生物解决方案。

　　

塑料污染已成为全球性环境危机，其中粒径小于5mm的微塑料（MPs）因难以降解而备受关注。低密度聚乙烯（LDPE）作为产量最大的塑料聚合物，其微塑料在自然环境中可存留数百年。传统物理化学处理方法存在能耗高、二次污染等问题，而单一微生物降解效率低下（细菌单培养60天仅降解6.8%），成为制约生物修复技术应用的瓶颈。

伊朗德黑兰大学微生物学系Hamid Moghimi团队在《Current Research in Microbial Sciences》发表突破性研究，首次报道真菌-细菌共培养体系对LDPE微塑料的高效降解。研究人员从伊朗污染土壤中筛选获得一株细菌（Bacillus velezensis EBL50）和一株真菌（Sarocladium strictum EBL60），通过优化接种比例（细菌:真菌=1:2），在最小盐培养基（MSM）中以LDPE为唯一碳源进行培养。

研究采用四大关键技术：1）微塑料表征（250-425μm粒径筛选与灭菌）；2）多组学分析（SEM观察表面侵蚀、FTIR检测官能团变化）；3）代谢产物检测（GC-MS鉴定C₁₄-C₂₄烷烃降解产物）；4）动力学建模（一级方程计算半衰期）。

【结果与发现】

1. 降解效率突破：共培养体系60天实现26.3%重量损失，较真菌单培养（13.2%）和细菌单培养（6.8%）分别提升100%和287%，LDPE半衰期从602天（细菌单培养）缩短至134天。

2. 物理结构破坏：SEM显示共培养样品表面出现显著侵蚀（图2D），10μm尺度可见密集菌丝-细菌复合生物膜，形成"先导-强化"降解模式。

3. 化学键断裂证据：FTIR检测到共培养特有900-1100cm^-1烷氧基峰（表1），证实协同氧化产生新官能团；2900cm^-1甲基峰强度降低35%，提示主链断裂。

4. 代谢通路推测：GC-MS检测到共培养中二十二烷（C₂₂H₄₆）含量降低40%（表2），结合基因组注释的漆酶（laccase）和细胞色素P450基因，推测存在"氧化-断链-β氧化"级联反应。

5. 热稳定性改变：TGA显示共培养样品剩余重量最低（4.6% vs 对照10.2%），504°C持续失重反映降解产物的复杂性（表3）。

该研究开创性地证明真菌-细菌共生体系通过三重协同机制提升降解效率：1）真菌菌丝扩大表面接触；2）细菌快速增殖维持群落稳定性；3）互补酶系统（真菌胞外氧化酶+细菌还原酶）实现完整降解链。相较于现有生物修复技术，该方案无需塑料预处理，在常温常压下即可运行，具有显著的环境友好性和规模化应用潜力。未来通过关键酶基因改造（如过表达漆酶基因XLO42201）和现场试验验证，有望成为治理土壤/水体微塑料污染的革命性技术。