近日，解志紅教授團(tuán)隊(duì)在《Journal of Hazardous Materials》發(fā)表了題為“Biodegradation of four polyolefin plastics in superworms (Larvae of Zophobasatratus) and effects on the gut microbiome”的研究論文。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)為該論文的第一完成單位，博士研究生王帥兵和碩士畢業(yè)生于宏為該論文的第一作者，王丹丹老師和解志紅教授為該論文的通訊作者。

塑料廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，其中最常見(jiàn)的四種塑料聚合物為聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）和聚丙烯（PP），然而，這些塑料在環(huán)境中具有抗生物降解性，給環(huán)境帶來(lái)了極大的負(fù)擔(dān)。近年來(lái)，研究人員發(fā)現(xiàn)多種物種的昆蟲(chóng)是有效的塑料生物降解者，主要依賴于腸道微生物。例如，黃粉蟲(chóng)、黑冰蠅幼蟲(chóng)等能夠通過(guò)生物氧化和生物侵蝕實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)聚合物鏈的解聚和微塑料顆粒的生物降解。

大麥蟲(chóng)（Zophobas atratus的幼蟲(chóng)）在體型和重量分別是黃粉蟲(chóng)的3-4倍和10-15倍，并且可以攝食并降解四種聚烯烴泡沫塑料，但其攝食效率、生物降解能力和腸道微生物組可能會(huì)受到不同微塑料和攝食環(huán)境的影響。因此，在相同條件下研究該物種對(duì)四種聚烯烴泡沫塑料的攝食能力，可以揭示該物種在塑料消耗效率和降解偏好方面的差異。

本研究表明，僅喂食PE、PS、PVC 和PP這四種聚烯烴塑料大麥蟲(chóng)最終存活率為PE > PS > PVC > PP，這與添加麥麩作為輔料時(shí)觀察到的趨勢(shì)一致。同時(shí)，添加麥麩會(huì)改變大麥蟲(chóng)腸道內(nèi)的優(yōu)勢(shì)微生物，該研究為開(kāi)發(fā)高效的微塑料降解方案提供了依據(jù)。

圖1. 喂食塑料后大麥蟲(chóng)糞便與初始塑料的傅立葉變換紅外光譜及熱重分析圖譜。

圖2. GPC分析發(fā)現(xiàn)，與PE、PS、PVC 和PP 相比，蟲(chóng)糞中殘留聚合物的分子量（Mn 和Mw）發(fā)生了變化。

圖3. 腸道微生物群落組成與不同飲食條件之間的關(guān)系。

該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.135381

編      輯：萬(wàn)    千 

審      核：賈    波