“白色污染”对生态环境和人类健康都造成了很大影响,已经成为世界上普遍关注的环境问题之一。根据2017年数据,全世界塑料产量已到达3.5亿吨。迄今为止,填埋、焚烧等传统的非生物处理方法并不能有效的降解塑料,并且这样的方法会对环境造成二次污染。生物降解塑料相对更为环保,但研究尚浅,因此需要对其进行更加深入的研究。本研究采用大蜡螟(Galleria mellonella)作为实验对象,不但证实了大蜡螟幼虫啮食塑料的现象,而且证明了该幼虫具有降解塑料的能力,并探究了大蜡螟对塑料的降解速率和产物,及添加蜂蜡或麦麸其营养物质对于大蜡螟降解塑料是否有促进作用,此外通过对大蜡螟肠道群落结构分析,推测出可能参与塑料降解过程的功能微生物。本论文取得的主要成果如下:(1)实验证实并探究了大蜡螟幼虫进食泡沫塑料的现象。幼虫进食聚乙烯比进食聚苯乙烯的能力强。添加麦麸或蜂蜡等营养物质作为辅助碳源后,幼虫的存活率明显提高,同时塑料取食量下降,所以添加麦麸或蜂蜡后会有降低进食塑料速率的趋势。(2)根据热重量分析(TG)、傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)和凝胶渗透色谱(GPC)分析可证明大蜡螟幼虫具有降解聚苯乙烯和聚乙烯泡沫塑料的功能。昆虫将塑料啮食后,其长链高分子发生解聚和断链导致物质分子量降低,红外光谱分析证实了新的含氧官能团的形成,因此可以证实塑料在经过幼虫肠道后被降解。(3)最后解剖大蜡螟、提取肠道DNA进行群落分析,探究肠道菌群降解塑料的机理,并寻找降解塑料的菌种。通过Illumina HiSeq测序平台进行了16S rRNA基因测序。群落分析表明,大蜡螟幼虫肠道中的菌株能够参与聚乙烯和聚苯乙烯塑料的降解。取食塑料的昆虫与取食蜂蜡及麦麸等营养物质的昆虫,其肠道群落优势菌种有明显的区别。取食聚苯乙烯的大蜡螟,其肠道优势菌为Enterococcus,Geobacillus和Pseudomonas的菌属,Enterococcus作为肠道常见菌,普遍存在于各种喂养方式下幼虫的肠道中,Geobacillus和Pseudomonas可能参与降解聚苯乙烯塑料的过程;取食聚乙烯的昆虫优势菌种为Serratia菌属,可能参与聚乙烯塑料的降解过程。总之,本实验证实了大自然存在能够降解塑料高分子聚合物的昆虫,昆虫的肠道是降解塑料的高效生物反应器。可以利用昆虫肠道中的潜在塑料降解细菌,构建塑料降解体系,实现塑料的高效降解,也为解决生物法降解“白色污染”的世界性难题提供了新的思路。