蜡螟肠道降解聚乙烯微生物的分离及其效果的研究

发布时间：2020-03-24 04:31

【摘要】：聚乙烯(Polyethylene,PE)塑料制品在全球被大量、广泛的使用,从而造成了大量PE塑料废品的产生,由于PE的难降解性导致其在自然环境的降解速度特别缓慢,因此引起严重的环境问题。本研究对蜡螟肠道微生物降解PE展开了一系列的研究。以蜡螟幼虫肠道液为菌源,PE为唯一碳源筛选分离出两株可降解PE的优势菌株,分别命名为ZJC-1、ZJC-2。经使用形态学、生理生化和分子生物学手段将ZJC-1初步鉴定为季也蒙毕赤酵母(Meyerozyma guilliermondii),将ZJC-2初步鉴定为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)。使用接触角测量装置、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱分别检测ZJC-1和ZJC-2降解60天后的PE表面的接触角变化、形貌和化学结构变化。结果表明经ZJC-1和ZJC-2降解后的PE表面接触角变小,表面有凹坑和孔洞的产生,且表面均有羰基(-C=O-)官能团的产生。PE经ZJC-1和ZJC-2降解60天后的净失重率分别为13.97%、3.57%。使用气质联用仪检测到ZJC-1在降解PE过程产生了有机酸等可溶物质,ZJC-2在降解PE过程中产生了有机酸,有机酯等可溶物质。此外ZJC-1在降解PE的过程中产生了白色半透明的未知颗粒物,长度在0至1 mm之间,多为棒状。使用乙酸乙酯溶解颗粒物后通过气质联用仪检测其成分,结果显示该物质主要成分为碳链长为10～30的烷烃。综合上述结果分析,可以证明ZJC-1和ZJC-2能够降解PE。通过研究ZJC-1在降解PE过程的菌浓度和pH变化,初步了解了 ZJC-1降解PE的特性,ZJC-1在降解PE过程中菌浓度先降低后增长,pH值先升高后降低。ZJC-1在降解PE 60天期间胞外液中的蛋白浓度随着时间的增加而增加,间接表明了菌的活力逐渐旺盛,且在逐渐降解PE。通过SDS-PAGE检测到ZJC-1在降解PE过程中分泌了多种胞外蛋白,与对照相比在100Kd、65Kd、18Kd处有差异蛋白条带,65Kd处的蛋白条带较为明显,且分泌量较其他差异蛋白大,这几种差异蛋白很有可能是参与降解PE的关键蛋白。使用ABTS法检测到ZJC-1在降解PE的过程中可以分泌漆酶,且漆酶活性为10.07±0.5(U/L),使用紫外分光光度计法未在ZJC-1的胞外液中检测到锰过氧化物酶,则漆酶可能为ZJC-1降解聚乙烯的相关酶之一。漆酶催化氧化PE的机理可能是单电子氧化机制。
【图文】：

蜡螟,幼虫,取食,可降解

２．３结果与讨论逡逑２．３．１蜡螟肠道降解ＰＥ微生物的筛选分离逡逑图２－１为蜡螟幼虫取食ＰＥ的现象。可以看出蜡螟幼虫可以咀嚼取食ＰＥ，对ＰＥ造成了一逡逑定的破损。经过对蜡螟幼虫肠道液中可降解ＰＥ的微生物的筛选分离后，共获得２株可降解ＰＥ逡逑的肠道微生物，分别命名为ＺＪＣ－１和ＺＪＣ－２，保存在微生物实验室４°Ｃ冰箱中。逡逑－１１－逡逑

蜡螟,幼虫,菌落形态,兰色

逦（ｂ）逦（Ｃ）逡逑图２－１蜡螟幼虫取食ＰＥ的现象（图（ａ）蜡螟幼虫正在咀嚼ＰＥ；图（ｂ）经蜡螟幼虫咀嚼损坏的ＰＥ膜；图逡逑（ｃ）对照ＰＥ膜）逡逑Ｆｉｇ．邋２－１．邋Ｆｅｅｄｉｎｇ邋ｏｎ邋ＰＥ邋ｂｙ邋ｗａｘ
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X172;X705;Q93

【参考文献】