一株噬尼古丁類節桿菌及其在聚乙烯塑料降解中的應用

本發明涉及微生物領域，具體涉及一株噬尼古丁類節桿菌及其在聚乙烯塑料降解中的應用。

背景技術：

1、塑料是一種人造高分子聚合物，因其質量輕、耐磨、抗腐蝕被廣泛應用到人類社會的各個方面中，如工廠、食品包裝袋、電子產品等。全球每年生產超過3.5億噸塑料，其中聚乙烯(pe)占全球生產總量的29.8％。聚乙烯因延展性好、耐腐蝕性強、耐久度高、價格便宜成為各種應用產品的首選，導致其在環境中快速積累，成為倍受關注的一項環境問題。據估計全球每年生產聚乙烯類塑料制品高達一億噸，由于記錄和統計的復雜性，很難計算出這類制品直接排放的具體數據。據估計全球每年至少有上百萬噸塑料垃圾因回收和處理不當，被直接排放；在自然環境中聚乙烯分解十分緩慢，需幾百年才能完全降解。在降解過程中，不僅對動植物產生巨大危害，還會分解成直徑小于5mm的微小塑料顆粒，這些微塑料會進入人類血管中，對人類健康構成威脅。

2、目前對于廢棄塑料處置方法多為填埋、焚燒，處理過程中會產生有毒有害物質，對環境造成巨大危害。生物降解是被認為環境友好型處理手段，但針對聚乙烯的生物降解一直以來都是難以攻克的關卡。聚乙烯材料分子密度高、疏水性強，大多數聚乙烯降解菌株在降解前都需對降解材料進行預處理，如加熱或紫外預處理以加快其表面氧化，使其表面粗糙，更有利于微生物定植和降解。這些預處理手段耗時長，成本高，工業化應用率低下，因此找到一種有效降解無需預處理聚乙烯塑料的降解菌株十分重要。

3、paenarthrobacter是桿狀革蘭氏陽性菌。近期報道具有降解尼古丁的能力，然而至今暫時未證實paenarthrobacter菌株有降解塑料的能力。

技術實現思路

1、針對聚乙烯塑料降解菌株匱乏，降解效率低的問題，本發明提供一株聚乙烯塑料降解菌及其應用，具體是經分離篩選出能以聚乙烯為唯一碳源生長的菌株，降解能力測定后得到一株能夠降解聚乙烯膜片的菌株jpea-9，填補聚乙烯降解菌株匱乏、降解能力低等問題。

2、為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

3、第一方面，本發明提供一株噬尼古丁類節桿菌(paenarthrobacternicotinovorans)jpea-9，采集自安徽省宣城市，已于2024年4月22日保藏于廣東省微生物菌種保藏中心，保藏地址為：廣東省科學院微生物研究所，保藏編號為：gdmcc?no：64534。

4、所述的類節桿菌為桿狀，革蘭氏陽性菌，菌落呈規則圓形、濕潤、飽滿乳白色狀。

5、所述的類節桿菌的16s?rrna的核苷酸序列如seq?id?no:1所示。

6、第二方面，本發明提供前文所述的尼古丁類節桿菌jpea-9的培養物，是前文所述的噬尼古丁類節桿菌jpea-9在細菌培養基中培養得到的物質。

7、第三方面，本發明還提供菌劑，其特征在于，所述菌劑含有前文所述的噬尼古丁類節桿菌jpea-9，前文所述的噬尼古丁類節桿菌jpea-9的代謝物和/或前文所述的培養物。

8、第四方面，本發明還保護前文所述的噬尼古丁類節桿菌jpea-9、和/或前文所述的培養物、和/或前文所述的菌劑在聚乙烯塑料生物降解中的應用。

9、第五方面，本發明還保護前文所述的噬尼古丁類節桿菌jpea-9、和/或前文所述的培養物、和/或前文所述的菌劑在制備聚乙烯塑料生物降解的產品中的應用。

10、第六方面，本發明還保護一種降解聚乙烯塑料的方法，利用前文所述的噬尼古丁類節桿菌jpea-9、和/或前文所述的培養物、和/或前文所述的菌劑對聚乙烯塑料進行降解。

11、在具體的實施方案中，所述聚乙烯塑料為聚乙烯薄膜。

12、第七方面，本發明保護一種降解聚乙烯塑料的產品，所述產品含有前文所述的噬尼古丁類節桿菌jpea-9、和/或前文所述的培養物、和/或前文所述的菌劑。

13、有益效果

14、本發明經過分離篩選得到的菌株，對菌株進行分子生物學鑒定和形態學觀察，確定菌株為paenarthrobacter?nicotinovorans?jpea-9。該屬微生物先前從未被報道過具有降解聚乙烯能力，培養120d后，通過電子顯微鏡觀察膜片，發現膜片表面有明顯生物侵蝕形成孔洞，膜片親水性顯著提升且出現羰基、羥基等官能團，同時聚乙烯膜片失重率可達6.95％。本發明為利用生物降解未經預處理的聚乙烯塑料提供了新資源，節約了生產成本，具有應用工業化生物降解塑料的潛能。

15、保藏說明

16、菌種名稱：噬尼古丁類節桿菌；

17、拉丁名：paenarthrobacter?nicotinovorans；

18、菌株編號：jpea-9；

19、保藏機構：廣東省微生物菌種保藏中心；

20、保藏機構簡稱：gdmcc；

21、保藏地址：廣東省科學院微生物研究所；

22、保藏日期：2024年4月22日；

23、保藏中心登記入冊編號：gdmcc?no：64534。

技術特征：

1.一種噬尼古丁類節桿菌(paenarthrobacter?nicotinovorans)jpea-9，于2024年4月22日保藏于廣東省微生物菌種保藏中心，保藏編號為：gdmcc?no：64534。

2.權利要求1所述的尼古丁類節桿菌jpea-9的培養物，其特征在于，所述培養物是將權利要求1所述的噬尼古丁類節桿菌jpea-9在細菌培養基中培養得到的物質。

3.菌劑，其特征在于，所述菌劑含有權利要求1所述的噬尼古丁類節桿菌jpea-9，權利要求1所述的噬尼古丁類節桿菌jpea-9的代謝物和/或權利要求2所述的培養物。

4.權利要求1所述的噬尼古丁類節桿菌jpea-9、和/或權利要求2所述的培養物、和/或權利要求3所述的菌劑在聚乙烯塑料生物降解中的應用。

5.權利要求1所述的噬尼古丁類節桿菌jpea-9、和/或權利要求2所述的培養物、和/或權利要求3所述的菌劑在制備聚乙烯塑料生物降解的產品中的應用。

6.一種降解聚乙烯塑料的方法，其特征在于，利用權利要求1所述的噬尼古丁類節桿菌jpea-9、和/或權利要求2所述的培養物、和/或權利要求3所述的菌劑對聚乙烯塑料進行降解。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述聚乙烯塑料為聚乙烯薄膜。

8.一種降解聚乙烯塑料的產品，其特征在于，所述產品含有權利要求1所述的噬尼古丁類節桿菌jpea-9、和/或權利要求2所述的培養物、和/或權利要求3所述的菌劑。

技術總結
本發明涉及微生物領域，具體涉及一株類節桿菌及其在聚乙烯塑料降解中的應用。本發明提供的噬尼古丁類節桿菌(paenarthrobacter?nicotinovorans)JPEA?9，保藏于廣東省微生物菌種保藏中心，保藏編號為GDMCC?No：64534；保藏時間為2024年4月22日；JPEA?9是首次被證實能夠降解聚乙烯塑料，在120d內使未經紫外預處理的聚乙烯薄膜減重6.95％，使聚乙烯膜片表面出現明顯生物侵蝕痕跡，實現對聚乙烯塑料膜片的有效降解，填補了聚乙烯塑料降解菌株資源的匱乏，具有良好的應用前景。

技術研發人員：曹慧,王玉威,張李婷,徐敏,崔中利
受保護的技術使用者：南京農業大學
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21