The Potential Role of Marine Fungi in Plastic Degradation – A Review
Zeghal E, Vaksmaa A, Vielfaure H, et al (2021)
The Potential Role of Marine Fungi in Plastic Degradation – A Review.
abst
Plastic debris has been accumulating in the marine realm since the start of plastic mass production in the 1950s. Due to the adverse effects on ocean life, the fate of plastics in the marine environment is an increasingly important environmental issue. Microbial degradation, in addition to weathering, has been identified as a potentially relevant breakdown route for marine plastic debris. Although many studies have focused on microbial colonization and the potential role of microorganisms in breaking down marine plastic debris, little is known about fungi-plastic interactions. Marine fungi are a generally understudied group of microorganisms but the ability of terrestrial and lacustrine fungal taxa to metabolize recalcitrant compounds, pollutants, and some plastic types (e.g., lignin, solvents, pesticides, polyaromatic hydrocarbons, polyurethane, and polyethylene) indicates that marine fungi could be important degraders of complex organic matter in the marine realm, too. Indeed, recent studies demonstrated that some fungal strains from the ocean, such as Zalerion maritimum have the ability to degrade polyethylene. This mini-review summarizes the available information on plastic-fungi interactions in marine environments. We address (i) the currently known diversity of fungi colonizing marine plastic debris and provide (ii) an overview of methods applied to investigate the role of fungi in plastic degradation, highlighting their advantages and drawbacks. We also highlight (iii) the underestimated role of fungi as plastic degraders in marine habitats.
1950年代にプラスチックの大量生産が始まって以来、プラスチック破片は海洋領域に蓄積されるようになりました。海洋生物への悪影響から、海洋環境におけるプラスチックの運命は、ますます重要な環境問題になっています。風化に加えて、微生物による分解も、海洋プラスチック破片の分解に関連する可能性のある経路として特定されています。これまで多くの研究が、微生物のコロニー形成や海洋プラスチック破片の分解における微生物の潜在的役割に焦点を当ててきましたが、菌類とプラスチックの相互作用についてはほとんど知られていません。海洋真菌は一般にあまり研究されていない微生物群であるが、陸上および湖沼の真菌分類群が難分解性化合物、汚染物質、およびいくつかの種類のプラスチック（例えば、リグニン、溶剤、農薬、多芳香族炭化水素、ポリウレタン、ポリエチレン）を代謝する能力があることは、海洋真菌が海洋領域でも複雑な有機物の重要な分解者になり得ることを示唆するものだ。実際、最近の研究では、Zalerion maritimumのような海洋に生息するいくつかの真菌株がポリエチレンを分解する能力を有していることが示された。このミニレビューでは、海洋環境におけるプラスチックと菌類の相互作用に関する利用可能な情報を要約する。(1)現在知られている海洋プラスチック破片にコロニーを形成する真菌の多様性を取り上げ、(2)プラスチック分解における真菌の役割を調べるために適用されている方法の概要を示し、それらの利点と欠点を強調する。また、(iii) 海洋生息地におけるプラスチック分解菌としての真菌の役割が過小評価されていることにも注目する。 https://gyazo.com/0bc9f46b724c6016600e112ff90cd56c
conclusion
このミニレビューでは、海洋の菌類-PMD相互作用に関する現在の知見、すなわち、菌類のプラスチックへのコロニー形成能力、プラスチックを分解することが知られている特定の菌株、さらに菌類-PMD相互作用の研究における方法論の進歩と困難さを要約している。海洋真菌とPMDの相互作用の研究は、いくつかの真菌株のプラスチック分解の高い可能性を考慮すると、新しく、刺激的な研究分野である。しかし、海産真菌とそのプラスチック分解剤としての役割を十分に評価するためには、いくつかの知識のギャップを埋める必要があります。まず、海洋における真菌の分布と多様性に取り組むことで、海洋環境における真菌のより一般的かつ基礎的な理解を得る必要がある。新しい分子マーカーを用いることで、プラスチックポリマー上で検出された真菌を将来的に分類し、現在分類されていない真菌を分類するために、利用可能な配列データベースを拡張することができる。真菌の生分解の可能性を検討するためには、異なる菌株、ポリマー、研究間で比較できるような検出方法を用いる必要がある。また，生分解性を評価するために，特に使用する手法が偽陽性を引き起こす可能性がある場合は，複数の補完的な手法を適用することを提案する．海洋環境においてプラスチックを分解する菌種が同定されたら、今後の研究では、これらの菌の酵素的な可能性に取り組むべきであり、その結果、プラスチック廃棄物のバイオレメディエーションのためのバイオテクノロジー的な応用につながるかもしれない。