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塑料地膜降解菌及其应用


技术摘要:
本发明属于微生物技术领域,涉及一种塑料地膜降解菌及其应用;塑料地膜降解菌是Klebsiella pneumoniaeN3‑2,其保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号CCTCC NO:M 20191054;保藏时间为2019年12月16日。本发明经过分离筛选得到降解菌N3‑2,降解时,使得聚乙烯塑料地  全部
背景技术:
塑料产品由于成本低廉、不易腐烂和适用范围广泛等,在人类生活中被大量使用, 但同时,自然环境中的塑料污染问题愈发严重,特别在农业中,塑料地膜应用广泛,在提高 农业产量的同时也使农田中产生了严重的白色污染问题。 现阶段,对废弃塑料的处置方式大多为填埋、焚烧、二次加工等,这些处理方式对 环境的污染较大,处理成本高;相比而言,生物菌种对塑料进行降解的过程具有降解条件温 和及降解产物无污染的特点,对环境比较友好,目前关于塑料地膜的降解方法还较少并且 效果大多不太理想;同时关于地膜的降解菌种资源还较少。 传统聚乙烯塑料地膜是目前农田中应用最为广泛的地膜,但其降解性较低,对聚 乙烯的降解一直以来都是难以攻克的难题,因此找到一种高效的聚乙烯塑料地膜降解菌株 非常重要。近年来生物降解地膜的出现一定程度上减轻了农田中聚乙烯地膜的污染问题, 而聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(Poly(butyleneadipate-co-terephthalate),简称:PBAT) 作为一种生物可降解材料应用在农田中,但实际应用过程中PBAT的降解情况一般,且生产 成本较高,无法实现全面推广使用。因此,进一步寻找对PBAT有高效降解作用的菌株同样非 常重要。
技术实现要素:
针对现有塑料地膜降解性低,成本高的技术问题,本发明提供一种塑料地膜降解 菌及其应用,具体是经过分离筛选得到降解菌,经过降解能使聚乙烯和PBAT塑料地膜达到 较高的失重率,实现聚乙烯和PBAT塑料地膜的高效降解,生产成本低,应用前景广阔。 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是: 一种塑料地膜降解菌,是Klebsiella  pneumoniaeN3-2,保藏于中国典型培养物保 藏中心,保藏编号CCTCC  NO:M  20191054;保藏时间是2019年12月16日。 上述塑料地膜降解菌的16S  rDNA基因序列是序列表No.1。 一种塑料地膜降解菌在降解地膜中的应用。 一种塑料地膜降解菌在降解塑料地膜中的应用。 一种塑料地膜降解菌在降解聚乙烯塑料地膜中的应用。 一种塑料地膜降解菌在降解PBAT塑料地膜中的应用。 一种塑料地膜降解菌降解聚乙烯塑料地膜的方法,包括: 1)将聚乙烯塑料地膜剪成膜片,进行无菌处理; 1.1)用2%SDS溶液将膜片浸泡,浸泡时间不低于4小时,浸泡期间超声30min; 1.2)用30%双氧水将步骤1.1)超声后的膜片浸泡10min; 3 CN 111593000 A 说 明 书 2/9 页 1 .3)依次用75%乙醇和95%乙醇,将步骤1.2)的膜片浸泡,浸泡时间不低于4小 时,浸泡期间超声30min; 2)将塑料地膜降解菌接种至LB培养基中培养至对数生长期,转入离心管离心,去 掉上清,将沉淀菌体用0.01mol/L磷酸盐缓冲溶液洗涤; 3)将30mL无机盐培养基和步骤2)的沉淀菌体混合,重悬并调节菌液浓度,保持菌 液的OD600值为0.8~1.0; 4)向步骤3)的OD600值为0.8~1.0菌液中加入步骤1)无菌处理后的聚乙烯塑料地 膜膜片,放置于恒温震荡培养箱中28℃、180rpm培养8周。 一种塑料地膜降解菌降解PBAT塑料地膜的方法,包括: 1)将PBAT塑料地膜剪成膜片,进行无菌处理; 1.1)用2%SDS溶液将膜片浸泡,浸泡时间不低于4小时,浸泡期间超声30min; 1.2)用30%双氧水将步骤1.1)超声后的膜片浸泡10min; 1 .3)依次用75%乙醇和95%乙醇,将步骤1.2)的膜片浸泡,浸泡时间不低于4小 时,浸泡期间超声30min; 2)将塑料地膜降解菌接种至LB培养基中培养至对数生长期,转入离心管离心,去 掉上清,将沉淀菌体用0.01mol/L磷酸盐缓冲溶液洗涤; 3)将30mL无机盐培养基和步骤2)的沉淀菌体混合,重悬并调节菌液浓度,保持菌 液的OD600值为0.8~1.0; 4)向步骤3)的OD600值为0.8~1.0的菌液中加入步骤1)无菌处理后的PBAT塑料地 膜膜片,放置于恒温震荡培养箱中28℃、180rpm培养8周。 本发明的有益效果是:本发明经过分离筛选得到的菌株,对菌株进行生物鉴定分 析,菌株为Klebsiella  pneumoniaeN3-2;这种N3-2菌对聚乙烯和PBAT塑料地膜均具有良好 的降解效果,通过生物降解处理8周后,聚乙烯和PBAT薄膜表面均有明显的生物侵蚀孔洞, 膜片亲水性显著提升,且出现了新的极性官能团;聚乙烯地膜失重率可达3.360±0.082%, PBAT地膜失重率可达6.538±0.086%,为聚乙烯塑料地膜以及PBAT塑料地膜的生物降解提 供了新资源,节约了生产成本,应用前景广阔。 附图说明 图1为本发明降解菌N3-2的菌落形态图; 图2为本发明降解菌N3-2的系统发育树; 图3为本发明提供的降解菌N3-2降解8周后聚乙烯塑料地膜和PBAT塑料地膜的扫 描电子显微镜特征图; 图4为本发明提供的降解菌N3-2降解8周后聚乙烯塑料地膜和PBAT塑料地膜的原 子力显微镜特征图; 图5为本发明提供的降解菌N3-2降解8周后聚乙烯塑料地膜和PBAT塑料地膜的红 外光谱分析特征图; 图6为本发明提供的降解菌N3-2降解8周后聚乙烯塑料地膜和PBAT塑料地膜的水 接触角变化图。 4 CN 111593000 A 说 明 书 3/9 页
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