1. 红树林环境中EPS废弃物的细菌多样性

随机选取红树林滨海带EPS塑料废弃物样品进行16s rRNA基因测序，原位观察细菌群落。分类分析表明，EPS废弃物具有较高的细菌多样性和丰富度（图1）。基于3份EPS废弃物的27138个序列，共检测到细菌38门、92纲、246目、398科、634属和2745个OTUs。在科水平上，丰度排名前3的科依次为Woeseiaceae、norank_o_SBR1031和Cyclobacteriaceae。

2. 扫描电镜观察膜表面富集过程中EPS的生物降解情况

在第一轮富集结束时，可以看到所有富集培养物浑浊且呈淡黄色，这可能是由于初始样品表面有少量沉积物。第二轮富集后，富集液明显浑浊，但无颜色。显微镜下观察到，与富集前相比，富集后的生物量呈指数级增长。第二次富集后，随机选取一个富集样品进行SEM观察（图2）。在EPS表面观察到大量侵蚀凹坑，表明附着EPS的微生物生物膜具有活性。特别地，与对照组（图2b-c）相比，在EPS表面观察到高密度细菌和EPS碎片的生物膜（图2e-f）。附着和生物膜的形成可能是EPS降解的先决条件。

3. EPS实验室富集的细菌多样性

对10个EPS塑料样品进行三轮实验室富集，得到60个EPS降解菌群，并进行细菌群落分析。高通量测序显示，与初始菌相比，在第三轮富集结束时发生了显著变化（图3）。

4. 基于微生物α和β多样性分析的PS降解群落动态研究

富集过程中α-多样性（Chao 1和Shannon指数）与富集过程有关；此外，EPS表面（P1, P2, P3）和培养溶液（Y1, Y2, Y3）之间也存在显著差异（图4A-B）。β-多样性显示，在实验室中，微生物群落结构在第一次和第二次富集时发生显著变化，而在第二次和第三次富集时没有变化（图4C-D）。这说明随着PS的富集过程，细菌群落结构趋于稳定。

5.微生物网络分析其潜在的关键类群

根据MENA分析，60个样品中富集细菌群落的整体网络显示出不同的共生模式（图5）。在整个网络中，选择了Proteobacteria、Bacteroidota、Actinobacteriota和Patescibacteria四个门的12个OTUs作为网络枢纽的重点分类群。在整个网络中，有5个关键类群属于变形菌门，包括Pseudomonadales、Rhodobacterales、Sphingomononadales、Oceanospirillales和Rhizobiales，其中Sphingomonadales、Rhizobiales和Rhodobacterales经常出现在塑料表面。

6. PS降解微生物分离株的筛选

选择4个菌株进行PS降解分析，包括Gordonia sp. ZN14R1，Gordonia sp. ZN15R9，Gordonia sp. ZN17RX和Novosphingobium sp. ZN18A2，它们在以PS膜为唯一碳源的MMC培养基中生长速度更快。SEM观察发现，所有降解PS的菌株在PS表面形成致密的生物膜，经过15天的培养后紧密附着在PS表面，导致塑料表面凹陷甚至断裂（图6A-B）。第30天，PS表面明显被侵蚀，形成了微生物定植的凹坑（图6C），塑料表面形成生物膜被认为有利于生物降解和细菌增殖。微生物寄生形成的侵蚀坑表明PS的降解是由微生物活性介导的。经过30天的培养，生物膜上以绿色的活细胞为主，而在荧光下只观察到一小部分红色的死细胞 （图6D）。生物膜中活细胞的优势再次证实，这些细胞通过分解和代谢塑料在PS上生存。

7. 实验验证PS的生物降解

PS表面物理性质的变化：通过水接触角分析微生物降解PS后表面疏水性的变化。如图7所示，用2% SDS去除PS表面的生物膜并干燥后，菌落孵育的PS膜表面接触角< 80°远低于未孵育对照的接触角（平均= 91.48°）。

ATR-FTIR检测PS的生物降解：如图8所示，与未经处理的PS样品相比，微生物处理的PS样品中650-1000 cm^-1（环弯曲振动）的FTIR峰强度要弱得多。生物降解的进一步证据是，PS的峰特征强度和羰基的出现（C=O拉伸，1731 cm^-1）以及与C-O拉伸相关的峰（1050-1250 cm^-1）的下降。在菌落样品的所有FTIR光谱中，2700-3000 cm^-1处的峰展宽与C-H和/或醛基团有关。

聚苯乙烯（PS）是一种广泛应用于人类生活和工业生产的塑料，但由于其难降解性，导致了严重的环境问题，PS与其他塑料污染物一起也对海洋环境系统造成了污染。该研究首次报道了海洋聚苯乙烯塑料降解微生物，它们在海洋环境中对去除PS污染物起到关键作用，也丰富了塑料降解微生物的多样性。