一株聚乙烯降解菌的筛选及其降解特性研究 - 生态环境学报.pdf

生态环境学报 2017, 26(4): 681-686 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@ 一株聚乙烯降解菌的筛选及其降解特性研究 1 1 1 1 1* 1 2 钟越 ，李雨竹 ，张榕麟 ，罗贝旭 ，张尔亮 ，陶宗娅 ，竹文坤 1. 四川师范大学生命科学学院，四川 成都 610101 ；2. 西南科技大学生命科学学院，四川 绵阳 621010 摘要：为解决聚乙烯塑料在自然环境中难降解的问题，从土壤中分离出一株降解菌用于聚乙烯塑料生物降解研究。经筛选纯 化，对该菌进行生理生化实验、16SrDNA 序列分析和系统发育进化树构建；将菌株接种于以不同相对分子质量聚乙烯粉末 （相对分子质量分别为2000 、5000、100 000 ）和膜片（相对分子质量400 000 ）为唯一碳源的基础液体培养基中，于30 ℃、 180 rpm 下培养；采用分光光度法每隔24 h 测定菌体生长浓度、总蛋白含量、还原糖含量以及pH 值；培养 14 d，采用ABTS 法和愈创木酚法测定漆酶和锰过氧化物酶酶活力；培养60 d ，称量聚乙烯残留物质量，于扫描电子显微镜下观察膜片表观， 对膜片力学性能变化进行测定。鉴定结果表明，该菌为放线菌属的东方拟无枝酸菌（Amycolatopsis orientalis ）；菌生长浓度 随聚乙烯相对分子质量的增大而减小；胞外蛋白质量浓度为(27.625±0.400)~(0.958±0.180) μg·mL-1 ；还原糖质量浓度为 (15.664±1.764)~(2.660±0.000) μg·mL-1 ；pH 值显著下降；漆酶和锰过氧化物酶酶活力酶活力分别为 3 500~3 000 U·L-1 和 2 600~2 000 U·L-1 ；聚乙烯失重率为(35.81%±0.39%)~(5.57%±0.22%) ；电镜观察发现膜片表面出现大量降解孔洞和大面积菌 体附着；膜片力学性能显著下降；亲水性增大，表面能增大。证明东方拟无枝酸菌能够直接作用于普通聚乙烯塑料表面，是 一株高效的降解菌株。推测该菌通过分泌胞外酶氧化聚乙烯长烃链，降低聚乙烯表面能，且在降解过程中产生酸性物质，长 烃链最终转化成小分子物质；在菌株降解聚乙烯中起直接作用的酶为漆酶和锰过氧化物酶。 关键词：聚乙烯塑料；东方拟无枝酸菌；生物降解；漆酶；锰过氧化物酶 DOI: 10.16258/ki.1674-5906.2017.04.020 中图分类号：X172 文献标志码：A 文章编号：1674-5906 （2017 ）04-0681-06 引用格式：钟越, 李雨竹, 张榕麟, 罗贝旭, 张尔亮, 陶宗娅, 竹文坤. 2017. 一株聚乙烯降解菌的筛选及其降解特性研究[J]. 生态环境学报, 26(4): 681-686. ZHONG Yue, LI Yuzhu, ZHANG Ronglin, LUO Beixu, ZHANG Erliang, TAO Zongya, ZHU Wenkun. 2017. Screening a polyeth- ylene degrading strain and study on the degradation characteristics [J]. Ecology and Environmental Sciences, 26(4): 681-686. 塑料因其经济方便和稳定性好而被广泛应用， 度聚乙烯的细菌。Abrusci et al. （2011 ）分离出的3 但同时也造成了严重的“白色污染”（Yoshida et al. ， 株细菌在以钙铁离子作为氧化助剂的情况下，可高 8 2016 ）。据统计，全球一年有1.7×10 t 塑料是一次 效地降解农用地膜。目前，有关塑料的微生物降解 性使用过程所产生的，其中最常见的是聚乙烯塑料 机理研究鲜有报道，漆酶能够以 LMS