工業微生物產生菌的篩選（八）

（六）特殊菌類——環保降解菌的分離

自然界存在著大量廢物及汙染物，如多環芳烴（PAHs）、有機染料和顏料、表麵活性劑、農藥、酚類和鹵代烴等。在分離篩選這類物質的降解微生物由於該物質為唯一碳源或氮源的培養基進行富集培養。不能利用該物質的微生物由於得不到營養被淘汰，能分解該物質 的微生物則正常生長。經過幾個月的連續培養後，將富集培養液劃線或塗布於分離平板上，便能篩選到所需的環保降解菌株。分離平板可采用該汙染物為底物的鑒別培養基，通過水解圈變色圈進一步提高篩選效率。

采用該方法分離苯胺、DDT、甲基對硫磷（MP）石油、甲胺磷等汙染物都取得了良好的效果。如王倩如等人從經甲胺磷農藥廢水長期馴化的活性汙泥中，篩選到能高效降解甲胺磷農藥的蠟狀芽孢杆菌（Bacillus crerus）和嗜中溫假單孢菌（Pseudomonas mesophilica），兩株混合菌對有機磷的去除率達99.7%。

在篩選環保降解菌時需注意，某些有毒汙染物由於本身對微生物的生長有抑製作用，如果直接在培養基中加入該物質連續富集培養，可能效果不佳。這時就需根據不同的情況設計更合理的篩選模型。如Harris在分離以氯化物為氮源的細菌時，把浸透了KCN溶液的濾紙放到平皿蓋上，濾紙所產生的HCN蒸氣逐漸滲入含無機鹽的分離培養基，每天用新製備的浸濕KCN的濾紙更換，培養一段時間後，從平皿上長出的菌落中進行分離，便容易得到分解氰化物的菌株。

由於塑料工業的發展，環境中到處都有各種高分子包裝廢棄物，這些汙染物多為不溶於水的高分子化合物，獲得其降解菌株較為困難。通常采用富集法進行篩選，如日本的小野勝道教授以低濃度聚乙烯作為富集培養基對土壤微生物進行馴化，分離到了三種能降解聚乙烯的細菌。在澱粉塑料的降解試驗中，采用加富土壤淹埋法，篩選到的降解微生物主要是黴菌與放線菌。這可能是因為絲狀體更容易深入共混物內部生長。尤其是膜料中的聚乙烯和澱粉分布並非均勻，由於聚乙烯的流動性好，因而在吹塑過程中膜表麵的聚乙烯含量偏高，使細菌在初期很難降解這類共混物，所以在降解菌的研究方麵應著重考慮黴菌與放線菌。除馴化培養進行降解菌的篩選外，還可采用階段式篩選法。如在分離聚乙二醇降解菌時，可先篩選能分解乙二醇、丙二醇或聚乙二醇結構相似的含兩個醚鍵的三甘醇的微生物，再從中篩選能降解聚乙二醇的菌株，也能達到較好的效果。

除尋找能夠降解廢舊塑料的微生物外，根治白色汙染的最好方法是用降解塑料替代現有塑料。目前降解塑料有光降解、光-生物降解、纖維素類生物降解塑料等。有些生物降解塑料是以簡單的物理共混工藝，將澱粉填充到聚乙烯等樹脂內，澱粉可以被微生物分解，但樹脂分子骨架在很長時間內仍分解不了，反而為廢棄塑料的回收增加了困難。而一些聚脂類高分子由於具有和微生物本身可合成的聚β-羥基丁酯（PHB）相類似的結構，無毒，且能在酸、堿和微生物條件下完全降解，同時具有良好的塑性，用途寬廣的多。用微生物發酵法生產的聚β-羥基脂肪酸（polyhydroxyalkanoic acid,PHAs）也成為研究生物降解塑料的熱點，其中利用真氧產堿杆菌（Alcaligtnes eutrophus）合成PHB的研究最多。另外，還有固氮菌（Azotobacter）、假單胞菌（Pseudomonas）、生絲微菌（Hyphomicrobium X）、菌宿根瘤菌（Rhizobium meliloti）、嗜鹽杆菌（Halobacteria）等。目前人們已經克隆到PHAs合成途徑的關鍵酶基因，包括：phbA(β酮硫裂解酶基因)、phbB(依賴NADPH的乙酰CoA還原基因)、phbC（PHB合成酶基因）。許多實驗室已在進行酶基因導入E.coli的工作，期望利用E.coli大批量合成PHB。總之，利用廉價碳源的高產菌株的發現與選育是降解塑料領域中最有意義的研究之一。