2025年5月13日，泰国农业大学与泰国那空沙旺皇家大学的研究团队在国际期刊《Scientific Reports》（IF=4.6）发表了题为“Isolation of marine bacteria with potential for polyhydroxyalkanoate degradation and optimization for enzyme production”的研究论文。该研究成功从泰国丹坤湾（Tan Khu Bay）海域分离出一株高效降解聚羟基脂肪酸酯（PHA）的海洋细菌——假南极假海栖菌（Pseudooceanicola antarcticu SS1-2），并通过统计优化方法显著提升了其胞外PHA解聚酶的产量，为海洋塑料污染治理及生物降解材料开发提供了新思路。

聚羟基脂肪酸酯（PHA）是一种可完全生物降解的聚酯材料，被视为石油基塑料的理想替代品。然而，PHA在自然环境中仍需依赖微生物降解，而海洋环境中高效PHA降解菌的筛选与酶活性优化仍是研究难点。全球每年塑料废物产量达4亿吨，其中仅9%被回收，海洋微塑料污染问题日益严峻。研究团队指出，挖掘海洋微生物资源对开发基于酶的生物降解技术至关重要，尤其需关注耐盐、耐低温的菌株，以适应海洋环境特性。

研究团队从泰国丹坤湾海域采集海水及海洋碎屑样本，通过含P(3HB)的人工海水培养基富集培养，筛选出6株具有PHA降解能力的菌株。其中，菌株SS1-2在1周内即表现出最高降解指数（1.44），并通过16S rRNA测序鉴定为Pseudooceanicola antarcticus，与南极海水分离株CGMCC 1.12662的相似性达97.81%。扫描电镜显示该菌呈杆状，形态特征与假海栖菌属一致。

通过单因素实验及响应面法（RSM），团队发现NH4Cl为最佳氮源，在底物负载量0.5%、NH4Cl浓度0.5%、初始pH 7.5、30℃条件下，P(3HB)解聚酶活性达到0.05 mg/mL/min，较初始条件提升5.32倍。进一步分析表明，膜脂环化修饰可能通过调控跨膜蛋白活性影响酶的稳定性，这一发现与近期古菌膜脂调控鞭毛形成的研究形成呼应。

该菌在9天培养期内酶活性持续升高，最大降解速率达0.05 mg/mL/min，显著优于同类研究报道的Acidovorax sp. DP5（0.035 mg/mL/min）。团队指出，SS1-2的耐盐性与低温适应性（最适生长温度30℃）使其在海洋环境修复中具备独特优势，未来可通过基因工程进一步优化酶的热稳定性。

本研究不仅拓展了假海栖菌属在生物降解领域的应用，还为海洋塑料污染的微生物治理提供了新策略。此前，中国学者在深圳大鹏湾海域也发现多株产PHA的假海栖菌，表明该属在海洋碳循环中可能具有广泛功能。研究团队计划与企业合作，开发基于PHA解聚酶的生物降解制剂，并探索其在功能食品包装和医药材料中的应用。

图1 隔离SS1-1产生的净区直径变化 (A) 、SS1-2 (B) 、SS2-2 (C) 、SS2-5 (D) 、SWS1-1 (E) 和PKS14 (F) 在孵育1-4周后在asw-p (3HB) 板上。

图2 在5000倍放大的扫描电子显微镜下观察分离SS1-2的形态特征。

图3 响应面 (A) 和等值线图 (B) 底物加载之间的综合效应 (X1) 和NH4氯浓度 (X2) 关于解聚酶活性。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41598-025-99034-4

DOI：10.1038/s41598-025-99034-4