一种气微菌LTX1及其在聚氨酯塑料生物降解中的应用

一种气微菌ltx1及其在聚氨酯塑料生物降解中的应用
技术领域
1.本发明涉及微生物技术领域，具体涉及一种气微菌ltx1及其在聚氨酯塑料生物降解中的应用。


背景技术：

2.聚氨酯(polyurethane，pur)，全名聚氨基甲酸酯，其重复结构单元氨基甲酸酯是由异氰酸酯、多元醇分子和扩链剂缩聚合成。由于聚氨酯塑料具有优越的柔软性、耐腐蚀性、耐化学性、有弹性、易加工等性能，被广泛应用于建筑行业、包装行业、汽车行业、人造皮革、外涂料、医学行业等。据统计，2021年全球塑料产量达3.9亿吨，其中聚氨酯塑料占总产量的5.5％。
3.pur塑料多为一次性或短暂使用，其废塑料量目前占到所有废塑料总体积的30％。传统的废塑料处理方法主要包括填埋、焚烧和回收，但这些处理方式存在环境污染、处理成本高和二次利用范围有限等问题。相比之下，生物修复方法为解决pur塑料污染问题提供了新的、更环保的方法。
4.研究发现，在遭受聚氨酯污染的土壤中，微生物可以生存并具有降解聚氨酯材料的能力，微生物(特别是细菌和真菌)在受到聚氨酯污染胁迫时可以通过分泌胞外酶较快降解这些合成的聚合物，达到降解聚氨酯材料和自身生长代谢的目的。虽然目前已筛选到许多可降解pur低聚物的细菌和真菌，但对降解市场上生产和使用的pur材料的报道相对较少，且存在降解效率较低的问题。因此筛选到可高效降解应用于日常生活中的pur材料对保护环境和生态稳定平衡的目的是非常有意义的。


技术实现要素：

5.发明目的：针对现有微生物降解pur塑料资源短缺的问题，本发明的目的是提供一种高效降解pur塑料的放线菌，并且目前未报道过该菌属有降解聚氨酯塑料泡沫的功能。本发明的另一目的是其在pur塑料资源无害化处理、循环利用与环境修复中的应用。
6.为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
7.一株气微菌(aeromicrobium tamlense)ltx1，保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏日期为2022年11月30日，保藏编号：gdmcc no:62956。
8.所述的气微菌(aeromicrobium tamlense)ltx1在降解聚氨酯塑料中的应用。
9.所述的气微菌(aeromicrobium tamlense)ltx1制备的菌剂。
10.所述的菌剂在降解聚氨酯塑料中的应用。
11.所述的菌剂的制备方法，其特征在于将ltx1菌株接种于lb培养基于30℃震荡培养24-26h，制备种子液；将种子液接种于lb培养基于30℃震荡培养至对数培养期。
12.所述的气微菌(aeromicrobium tamlense)ltx1降解聚氨酯塑料的方法，其特征在于：将所述的菌剂按5～25％的接种量施加入含待处理聚氨酯泡沫的无机盐培养基中。
13.有益效果：与现有技术相比，本发明从所采集的土样中筛选到一株聚氨酯降解菌，
mnso4·
h2o，1.0g yeast extract，ph＝7.2左右。
34.实施例2
35.气微菌ltx1的形态学特征，ltx1菌株在lb培养基上的菌落呈黄色，圆形，凸起，边缘整齐，如图3所示。ltx1菌株的革兰氏染色观察呈红色，为革兰氏阴性菌，结果如图4所示。气微菌ltx1的系统发育树分析，对ltx1菌株进行16srdna的pcr扩增，得到长度为1.5kb左右的片段。提取重组质粒验证后测序，获得菌株ltx1的16s rdna全长为1542bp，通过ezbiocloud数据库，下载同源性较高的序列，利用mega7.0基于最大似然法(maximum likelihood，ml)构建菌株系统发育进化树。由图5可以看出ltx1与aeromicrobium tamlense ssw1-57(dq411541)聚与同一个分支上，序列相似性达99.79％，结合形态观察和生理生化特性，ltx1菌株初步鉴定为气微菌属(aeromicrobium sp.)菌株。将该菌株送交于广东省微生物菌种保藏中心保藏，保藏日期为2022年11月30日，保藏号为gdmcc.no 62956。
36.实施例3ltx1菌株降解pur泡沫的性能研究
37.将pur泡沫剪切成1
×1×
1.5cm大小，置60℃烘箱烘干至恒重后(约0.15g)，加入到无机盐培养基中一起灭菌处理。将ltx1菌株接种于lb试管培养至对数期时，分别接种5％、10％、15％、20％、25％菌液到35ml/50ml含pur泡沫的无机盐培养基中，30℃、180rpm摇床培养10d。同时添加与接种量相同比例的lb营养为对照处理(无菌接入)。每个处理设置3个重复。10d后取出泡沫置于5％(w/v)次氯酸钠溶液中浸泡4h，利用超声去除泡沫上附着菌丝体，再用超纯水清洗干净，60℃烘干至恒重，计算质量损失。其中，当菌株接种量为15％降解效果最好，重量损失达90.37％(图6)。
38.上述无机盐培养基成分(g/l)：0.92g k2hpo4·
3h2o，0.7g kh2po4，0.7g mgso4·
7h2o，2.0g nh4cl，0.005g nacl，0.002g feso4·
7h2o，0.002g znso4·
7h2o，0.001g mnso4·
h2o，ph＝7.2左右。
39.实施例4扫描电子显微镜(sem)对pur泡沫表面的表征实验
40.利用sem观察pur泡沫表面或内部微观结构的变化，进而表征ltx1菌株对pur泡沫降解效果。当接种5％ltx1菌株时，pur泡沫骨架结构显著变薄，松弛且多处位点断裂。当接种15％时，pur泡沫网状结构的完整性完全被破坏。而对照组pur泡沫骨架结构保持规则且饱满(图7)。
41.实施例5傅里叶红外光谱(ftir)分析pur泡沫官能团变化
42.ftir根据pur泡沫的官能团、化学键振动，对不同波长的光进行吸收，从而据此分析ltx1菌株降解能力，基团发生变化以及新的基团出现都能证明pur泡沫发生了降解。
43.相较于对照组，接种5％和15％的ltx1处理10d后羰基-c＝o(1725cm-1
)对应的特征峰酯键对应峰强显著减弱，其中接种量10％接近于消失，推测该菌株作用后材料的酯键发生一定程度的断裂，以及有胞外酯酶活性。降解后材料醚键c-o-c伸缩振动吸收峰减弱(1174cm-1
处相较于对照组和5％接种量，10％接种量作用后此处吸收峰消失)，亚氨基-nh-弯曲振动(1531cm-1
)吸收峰减弱，表明材料醚键和氨基甲酸酯键中的酰胺结构发生一定程度的断裂(图8)。


技术特征：
1.一株气微菌(aeromicrobiumtamlense)ltx1，保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏日期为2022年11月30日，保藏编号：gdmccno:62956。2.权利要求1所述的气微菌(aeromicrobiumtamlense)ltx1在降解聚氨酯塑料中的应用。3.权利要求1所述的气微菌(aeromicrobiumtamlense)ltx1制备的菌剂。4.权利要求3所述的菌剂在降解聚氨酯塑料中的应用。5.权利要求3所述的菌剂的制备方法，其特征在于将ltx1菌株接种于lb培养基于30℃震荡培养24-26h，制备种子液；将种子液接种于lb培养基于30℃震荡培养至对数培养期。6.一种利用权利要求1所述的气微菌(aeromicrobiumtamlense)ltx1降解聚氨酯塑料的方法，其特征在于：将权利要求3所述的菌剂按5～25％的接种量施加入含待处理聚氨酯泡沫的无机盐培养基中。

技术总结
本发明公开了一种气微菌LTX1及其在聚氨酯塑料生物降解中的应用，属于生物降解技术领域。本发明提供的降解菌命名为气微菌(Aeromicrobiumtamlense)LTX1，保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号GDMCCNo：62956。该菌株从浙江省宁波市慈溪市滨海滩涂土壤中分离筛选得到的，能够高效降解聚氨酯塑料泡沫，降解效率达90.37％，具有较大的应用优势和价值。价值。价值。


技术研发人员：曹慧 张李婷 崔中利 王玉威
受保护的技术使用者：南京农业大学
技术研发日：2023.05.05
技术公布日：2023/8/21