海洋性光合菌可产高分子量生物塑料,合成量翻倍

2016年08月25日讯 日本理化学研究所环境资源科学研究中心的沼田圭司领导的研究小组日前发现，海洋性光合成细菌（简称光合菌）可生产高分子量羟基酸（PHA）。

PHA是微生物体内产生的一种生物塑料，是生物为预防营养缺乏而储藏碳和能量的贮藏物质。由于PHA具有生物降解性和生物适应性等特征，可以成为以石油为原料的塑料的替代材料。至今为止，光合成细菌生产PHA的报告中几乎都是淡水性光合成细菌，此次研究小组首次利用海水在高盐浓度培养基减少其他细菌混入的情况下进行了实验。

研究小组首先使用海洋性光合成细菌红色硫磺细菌3株和红色非硫磺细菌9株验证PHA生产性能。他们在缺氮的培养基中添加醋酸和碳酸氢钠，培养12株光合成细菌，然后用气相层分析仪，对各个菌株在通常培养基与氮缺乏培养基的PHA生产量进行测定比较。结果显示，3株红的硫磺细菌在氮缺乏培养基中PHA产量增大，并呈颗粒状存在；6株红色非硫磺细菌在通常培养基中PHA呈高生产量，约为干燥菌体重量的20%至30%。在氮缺乏培养基中PHA产量没有发现大的增加。使用人工海水培养基对红色非硫磺细菌1株进行PHA生产验证试验发现，红色非硫磺细菌在人工海水中没有发育，在培养基中添加酵母萃取物后，虽然可见细菌增殖，但未生产PHA。而在人工海水中添加醋酸作为碳源，明显发现红色非硫磺细菌生产出PHA。

有报告称，微生物生产PHA分子量为30万左右。但研究小组对光合成细菌生产的PHA进行抽取、精制后进行了PHA数平均分子量凝胶渗透色谱法测定，发现一部分红色硫磺细菌和红色非硫磺细菌合成的PHA分子量高出之前报告数值的2至3倍。

光合细菌简介

光合细菌（简称PSB）是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物，是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称，是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌，是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。

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