中科院海洋所研究揭示海洋真菌附着胞介导聚氨酯塑料降解机制

聚氨酯的主链由异氰酸酯和多元醇通过氨基甲酸酯键连接而成，根据多元醇类型可分为聚酯型与聚醚型两类。研究团队将两种聚氨酯薄膜置于真菌菌落表面，经过28天共培养后发现：聚酯型薄膜大部分已降解，仅余少量碎片；聚醚型薄膜虽未完全崩解，但表面变为褐色并形成密集微孔。进一步分析表明，聚酯型薄膜的数均分子量和重均分子量分别下降了37.91%和50.68%，热分解温度从419°C降至361°C，热稳定性显著降低。在降解产物中，研究团队检测到了丁二醇、4,4'-二氨基二苯甲烷及抗氧剂2246等单体化合物，证明真菌确实能够切断聚氨酯主链的化学键。

令人意外的是，在与聚醚型聚氨酯薄膜接触仅24小时后，塑料表面便出现了稀疏的微孔。通过电子显微镜观察，研究人员发现与薄膜接触的菌丝末端膨大，形成了类似植物病原真菌侵染植物时常见的附着胞结构。这些结构不仅牢固附着于塑料表面，还长出钉状菌丝直接穿透薄膜，形成直径约1至2微米的穿孔。转录组分析显示，接触聚氨酯表面6小时后，与信号传导、钙离子响应及细胞骨架重塑相关的基因显著上调，表明真菌并非被动应激，而是主动将塑料表面识别为一种发育信号，启动了一套有序的细胞分化程序。