日本理化學(xué)研究所環(huán)境資源科學(xué)研究中心的沼田圭司領(lǐng)導(dǎo)的研究小組日前發(fā)現(xiàn)，海洋性光合成細(xì)菌(簡稱光合菌)可生產(chǎn)高分子量羥基酸(PHA)。

  PHA是微生物體內(nèi)產(chǎn)生的一種生物塑料，是生物為預(yù)防營養(yǎng)缺乏而儲藏碳和能量的貯藏物質(zhì)。由于PHA具有生物降解性和生物適應(yīng)性等特征，可以成為以石油為原料的塑料的替代材料。至今為止，光合成細(xì)菌生產(chǎn)PHA的報告中幾乎都是淡水性光合成細(xì)菌，此次研究小組首次利用海水在高鹽濃度培養(yǎng)基減少其他細(xì)菌混入的情況下進行了實驗。

  研究小組首先使用海洋性光合成細(xì)菌紅色硫磺細(xì)菌3株和紅色非硫磺細(xì)菌9株驗證PHA生產(chǎn)性能。他們在缺氮的培養(yǎng)基中添加醋酸和碳酸氫鈉，培養(yǎng)12株光合成細(xì)菌，然后用氣相層分析儀，對各個菌株在通常培養(yǎng)基與氮缺乏培養(yǎng)基的PHA生產(chǎn)量進行測定比較。結(jié)果顯示，3株紅的硫磺細(xì)菌在氮缺乏培養(yǎng)基中PHA產(chǎn)量增大，并呈顆粒狀存在;6株紅色非硫磺細(xì)菌在通常培養(yǎng)基中PHA呈高生產(chǎn)量，約為干燥菌體重量的20%至30%。在氮缺乏培養(yǎng)基中PHA產(chǎn)量沒有發(fā)現(xiàn)大的增加。使用人工海水培養(yǎng)基對紅色非硫磺細(xì)菌1株進行PHA生產(chǎn)驗證試驗發(fā)現(xiàn)，紅色非硫磺細(xì)菌在人工海水中沒有發(fā)育，在培養(yǎng)基中添加酵母萃取物后，雖然可見細(xì)菌增殖，但未生產(chǎn)PHA。而在人工海水中添加醋酸作為碳源，明顯發(fā)現(xiàn)紅色非硫磺細(xì)菌生產(chǎn)出PHA。