塑料废弃物作为新型污染物,已经成为影响全球人类生活和造成生态污染的主要污染源之一。其产量大,回收率低,在环境中大量积累。由于其高聚合度,导致塑料结构非常稳定,在自然环境中极难降解,因此,实现塑料废弃物的有效降解,对促进其环境污染修复与碳素循环有重要的意义。微生物可以有效降解多种难降解污染物。昆虫肠道是天然的微生物资源库,富含功能微生物资源。黄粉虫幼虫可以咀嚼和摄取塑料,其肠道微生物具有良好的塑料降解潜力,已分离获得多株降解菌。但是,其肠道微生物群落特征对喂食塑料的时间响应尚不清楚,同时,对于其降解塑料的相关酶和具体机制需进一步解析。因此,本研究以常见的聚苯乙烯和聚乙烯塑料为供试材料,以黄粉虫幼虫为研究对象,测序分析了其肠道微生物群落特征、塑料降解可能的通路以及塑料降解功能蛋白;通过不同塑料喂食时间下的微生物群落演替特征,论述了其肠道微生物对塑料喂食时间的响应;从其肠道中筛选出了高效的塑料降解菌,利用多组学分析阐明了其塑料降解途径,并获得了相关的功能蛋白。主要的研究结果如下:（1）微生物群落分析发现:在以聚苯乙烯塑料（PS-feed）喂养30天后,黄粉虫幼虫肠道微生物群落发生了明显变化,且以具有塑料降解能力的Tenericuts为优势菌门,占20.4%,比对照（CB-feed）高92%。在属水平上,参与塑料降解的Dysgonomonas,Xenorhabdus为显著差异物种。通过代谢组分析,差异代谢通路以碳代谢为主,代谢产物中与塑料降解相关的硫胺素的产量显著上调。宏蛋白组结果分析表明:参与ABC运输工具途径,代谢途径,半乳糖的代谢,GABA型突触途径的通路蛋白显著上调表达,且参与塑料氧化和水解的果糖-二磷酸醛缩酶、琥珀酸-半醛脱氢酶、丙二酸-半醛脱氢酶等酶显著上调,说明塑料在幼虫肠道发生了降解,且有多种潜在的降解酶。（2）在此基础上,进一步分析了其肠道微生物对塑料喂养时间的响应。结果表明:随着喂养时间的延长,塑料的降解率提高,其中,在喂养6 h时,即发生塑料的降解,72 h结束后,聚苯乙烯和聚乙烯的降解率达到8.8%和6.9%。随着喂养时间的延长,塑料组（PS、PE）的微生物多样性降低。但微生物组成变化不明显,以相对丰度的变化为主。在门水平上,以Firmicutes和Proteobacteria为优势菌门,且随时间的延长,Firmicutes相对丰度增加Proteobacteria的相对丰度降低。属水平上,PS组的优势菌株为潜在的塑料降解菌Lactococcus,unidentified＿Lactobacillales,Sediminibacterium。PE组的优势菌为Lactococcus、Acinetobacter、Bifidobacterium,且参与塑料降解的Delftia丰度提高。说明在塑料喂养6 h后,微生物群落中塑料降解功能菌群出现,随着喂养时间的延长,对应菌群的活性提高,相对丰度增加。（3）同时,对其不同时间段的差异代谢通路和功能微生物与塑料降解的相关性进行了分析,结果表明:PS组以苯甲酸盐降解、乙苯降解、二甲苯降解等苯环降解途径为主,随时间的延长,基本不变。部分低丰度的微生物同时参与塑料降解,并且在不同时间段,塑料降解表现出不同的微生物类群,且与塑料降解率呈正相关。PS在12 h和24 h分别为Sediminibacterium和Delftia。PE在6 h和12 h分别为Ruminococus和Bacteroidia。利用S-甲酰谷胱甘肽水解酶进一步验证塑料降解功能,发现与对照相比,在PE组中基因表达量上升5倍,在PS组中上升了3500倍。（4）为进一步揭示肠道微生物对塑料的降解机制,以PS为食源,从其肠道微生物中筛选出了四株塑料降解菌:Klebsiella sp.LZ-M1,Klebsiella sp.LZM2,Klebsiella sp.LZ-M3,Klebsiella sp.LZ-M4,其中,以Klebsiella sp.LZ-M2的效果最好,PS降解率达到12%。利用代谢组,分析了其可能的PS降解通路:即聚苯乙烯首先解聚成低聚合度的聚苯乙烯,进一步降解成α-甲基苯乙烯,在酶的氧化的作用下α-甲基苯乙烯氧化形成苯甲醇,随后降解形成苯甲醛或者4-羟基苯甲醛,接着形成4-羟基苯甲酸,最后苯环开环形成4-马来亚乙酰乙酸酯进入β氧化和TCA循环。（5）通过全基因组和比较宏转录组学,分析参与PS降解途径潜在的功能酶。发现了32个显著上调表达的基因,从中筛选出可能参与塑料降解的5个基因,并通过纯化成功得到三个:FPV33＿RS11900,FPV33＿RS15170,FPV33＿RS23640。通过构建基因表达载体,将质粒导入工程菌对其PS塑料降解效果进行验证与分析,SEM与GC-MS检测结果均表明:三酶混合与单酶均可进行塑料降解,为第一次报道的黄粉虫幼虫肠道微生物中潜在的PS降解酶。