高等研究院钱海丰教授与朱永官院士团队合作在The Innovation发文揭示全球湖泊塑料降解微生物潜力

第一作者：张琦、张振炎

通讯作者：钱海丰、朱永官

发表期刊：The Innovation

期刊5-Year Impact Factor：40.2

通讯单位：绍兴大学高等研究院

论文DOI：https://doi.org/10.1016/j.xinn.2026.101338

　　近日，我校高等研究院钱海丰团队联合中国科学院生态环境研究中心朱永官院士团队，在Cell旗下综合性学术期刊《The Innovation》，发表题为“Potential plastic biodegradation in lakes worldwide”的研究论文。该研究全球宏基因组数据挖掘降解微生物，构建应用潜力评估框架，并通过培养实验验证了微生物的降解能力，为塑料污染生物修复提供新的微生物种质资源。

　　该研究结合宏基因组与机器学习分析，揭示塑料污染是驱动全球湖泊塑料降解潜力空间分布的重要因素，并预测了182,661个湖泊中塑料降解潜力的全球分布格局，同时识别出实现有效原位生物修复的关键阈值(≥7.44 particles m⁻³)。研究构建了全球湖泊塑料降解微生物资源库，鉴定出15,715个潜在降解酶同源序列和1,370个候选塑料降解物种。在此基础上，建立了一个新的计算评估框架，从降解潜力、生态风险、环境适应能力和资源竞争能力四个维度评估候选降解菌的环境应用潜力。此外，基于高优先级降解菌的关键生长因子代谢特征设计了8种定制培养基，成功富集塑料降解菌群，并从下渚湖分离获得高优先级降解菌株Serratia ficaria HfyG-1。全基因组分析表明，该菌株携带多种此前未被表征的潜在降解酶，并能够有效降解PET和PLA。该研究不仅揭示了全球湖泊生态系统中丰富的塑料降解潜力，也提供了重要的微生物分子资源，并提出了从宏基因组挖掘到培养验证的功能微生物发现框架，为塑料污染生物修复提供了新的思路。

　　该研究在全球尺度系统揭示了湖泊生态系统中蕴藏的塑料降解微生物资源，并构建了从宏基因组挖掘、应用潜力评估到培养验证的功能微生物发现框架。研究表明，塑料污染不仅改变生态环境，也可能驱动微生物逐步演化出新的降解能力。湖泊生态系统因此成为重要的塑料降解微生物资源库。未来，随着更多功能微生物及其关键降解酶的发现，这一研究框架有望推动塑料降解微生物的系统挖掘与应用开发，为塑料污染治理和生物修复技术提供新的解决思路。

全球湖泊塑料降解微生物的资源发现与功能解析

作者简介

第一作者：张琦副教授

　　张琦(1995.04-)，副教授，硕士生导师，主要从事环境微生物学和生态健康研究。目前在The Innovation、Nat Ecol Evol、PNAS、Nat Commun、Nat Cities等期刊发表学术论文80余篇，含9篇ESI高被引论文，1篇ESI热点论文，h-index = 30。主持国家自然科学基金、国家自然科学基金联合重点项目课题、浙江省自然科学基金联合重点项目等纵向项目，以科研骨干身份参与国家重点研发子课题、国家自然科学基金专项、面上等国家级项目。入选浙江省科协青年人才托举培养项目、校青年拔尖人才培育项目。获浙江省自然科学二等奖（排名前三）、浙江省优秀博士学位论文等荣誉，担任浙江省微生物耐药与控制专业委员会青年委员。

第一作者：张振炎助理研究员

　　张振炎，博士，助理研究员，硕士生导师，主要从事基于大数据及机器学习的水环境微生物及抗生素抗性基因研究。目前以第一作者(共同)在国际顶级期刊The Innovation, Nature Communications等发表SCI论文8篇，含3篇ESI高被引论文，1篇ESI热点论文，另参与发表SCI论文80余篇，h-index= 34。作为主要成员获浙江省生物信息学学会自然科学奖二等奖；主持国家博士后面上基金、国家自然科学基金青年基金等项目，以科研骨干身份参与国家自然科学基金面上项目、浙江省自然科学基金重点项目、杭州市重大科技创新项目子课题等项目。荣获浙江省优秀博士学位论文、热心肠奖学金二等奖、国家奖学金等荣誉；担任Journal of Hazardous Materials和Microbial Ecology等期刊审稿人；浙江省药学会微生物耐药与控制专委会青年委员。

编辑：赵晗宇　彭江