本發(fā)明涉及微生物領(lǐng)域，具體涉及一株噬尼古丁類節(jié)桿菌及其在聚乙烯塑料降解中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、塑料是一種人造高分子聚合物，因其質(zhì)量輕、耐磨、抗腐蝕被廣泛應(yīng)用到人類社會的各個方面中，如工廠、食品包裝袋、電子產(chǎn)品等。全球每年生產(chǎn)超過3.5億噸塑料，其中聚乙烯(pe)占全球生產(chǎn)總量的29.8％。聚乙烯因延展性好、耐腐蝕性強(qiáng)、耐久度高、價格便宜成為各種應(yīng)用產(chǎn)品的首選，導(dǎo)致其在環(huán)境中快速積累，成為倍受關(guān)注的一項(xiàng)環(huán)境問題。據(jù)估計(jì)全球每年生產(chǎn)聚乙烯類塑料制品高達(dá)一億噸，由于記錄和統(tǒng)計(jì)的復(fù)雜性，很難計(jì)算出這類制品直接排放的具體數(shù)據(jù)。據(jù)估計(jì)全球每年至少有上百萬噸塑料垃圾因回收和處理不當(dāng)，被直接排放；在自然環(huán)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(chǎn)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(jìn)入人類血管中，對人類健康構(gòu)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(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，對環(huán)境造成巨大危害。生物降解是被認(rèn)為環(huán)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(guān)卡。聚乙烯材料分子密度高、疏水性強(qiáng)，大多數(shù)聚乙烯降解菌株在降解前都需對降解材料進(jìn)行預(yù)處理，如加熱或紫外預(yù)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(yù)處理手段耗時長，成本高，工業(yè)化應(yīng)用率低下，因此找到一種有效降解無需預(yù)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(shí)paenarthrobacter菌株有降解塑料的能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)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(fā)明提供一株聚乙烯塑料降解菌及其應(yīng)用，具體是經(jīng)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(bǔ)聚乙烯降解菌株匱乏、降解能力低等問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一株噬尼古丁類節(jié)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(xué)院微生物研究所，保藏編號為：gdmcc?no：64534。

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

5、所述的類節(jié)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(fā)明提供前文所述的尼古丁類節(jié)桿菌jpea-9的培養(yǎng)物，是前文所述的噬尼古丁類節(jié)桿菌jpea-9在細(xì)菌培養(yǎng)基中培養(yǎng)得到的物質(zhì)。

7、第三方面，本發(fā)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(jié)桿菌jpea-9，前文所述的噬尼古丁類節(jié)桿菌jpea-9的代謝物和/或前文所述的培養(yǎng)物。

8、第四方面，本發(fā)明還保護(hù)前文所述的噬尼古丁類節(jié)桿菌jpea-9、和/或前文所述的培養(yǎng)物、和/或前文所述的菌劑在聚乙烯塑料生物降解中的應(yīng)用。

9、第五方面，本發(fā)明還保護(hù)前文所述的噬尼古丁類節(jié)桿菌jpea-9、和/或前文所述的培養(yǎng)物、和/或前文所述的菌劑在制備聚乙烯塑料生物降解的產(chǎn)品中的應(yīng)用。

10、第六方面，本發(fā)明還保護(hù)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(jié)桿菌jpea-9、和/或前文所述的培養(yǎng)物、和/或前文所述的菌劑對聚乙烯塑料進(jìn)行降解。

11、在具體的實(shí)施方案中，所述聚乙烯塑料為聚乙烯薄膜。

12、第七方面，本發(fā)明保護(hù)一種降解聚乙烯塑料的產(chǎn)品，所述產(chǎn)品含有前文所述的噬尼古丁類節(jié)桿菌jpea-9、和/或前文所述的培養(yǎng)物、和/或前文所述的菌劑。

13、有益效果

14、本發(fā)明經(jīng)過分離篩選得到的菌株，對菌株進(jìn)行分子生物學(xué)鑒定和形態(tài)學(xué)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(yǎng)120d后，通過電子顯微鏡觀察膜片，發(fā)現(xiàn)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(xiàn)羰基、羥基等官能團(tuán)，同時聚乙烯膜片失重率可達(dá)6.95％。本發(fā)明為利用生物降解未經(jīng)預(yù)處理的聚乙烯塑料提供了新資源，節(jié)約了生產(chǎn)成本，具有應(yīng)用工業(yè)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(jié)桿菌；

17、拉丁名：paenarthrobacter?nicotinovorans；

18、菌株編號：jpea-9；

19、保藏機(jī)構(gòu)：廣東省微生物菌種保藏中心；

20、保藏機(jī)構(gòu)簡稱：gdmcc；

21、保藏地址：廣東省科學(xué)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(shù)特征：

1.一種噬尼古丁類節(jié)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(quán)利要求1所述的尼古丁類節(jié)桿菌jpea-9的培養(yǎng)物，其特征在于，所述培養(yǎng)物是將權(quán)利要求1所述的噬尼古丁類節(jié)桿菌jpea-9在細(xì)菌培養(yǎng)基中培養(yǎng)得到的物質(zhì)。

3.菌劑，其特征在于，所述菌劑含有權(quán)利要求1所述的噬尼古丁類節(jié)桿菌jpea-9，權(quán)利要求1所述的噬尼古丁類節(jié)桿菌jpea-9的代謝物和/或權(quán)利要求2所述的培養(yǎng)物。

4.權(quán)利要求1所述的噬尼古丁類節(jié)桿菌jpea-9、和/或權(quán)利要求2所述的培養(yǎng)物、和/或權(quán)利要求3所述的菌劑在聚乙烯塑料生物降解中的應(yīng)用。

5.權(quán)利要求1所述的噬尼古丁類節(jié)桿菌jpea-9、和/或權(quán)利要求2所述的培養(yǎng)物、和/或權(quán)利要求3所述的菌劑在制備聚乙烯塑料生物降解的產(chǎn)品中的應(yīng)用。

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

7.根據(jù)權(quán)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(chǎn)品，其特征在于，所述產(chǎn)品含有權(quán)利要求1所述的噬尼古丁類節(jié)桿菌jpea-9、和/或權(quán)利要求2所述的培養(yǎng)物、和/或權(quán)利要求3所述的菌劑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及微生物領(lǐng)域，具體涉及一株類節(jié)桿菌及其在聚乙烯塑料降解中的應(yīng)用。本發(fā)明提供的噬尼古丁類節(jié)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(shí)能夠降解聚乙烯塑料，在120d內(nèi)使未經(jīng)紫外預(yù)處理的聚乙烯薄膜減重6.95％，使聚乙烯膜片表面出現(xiàn)明顯生物侵蝕痕跡，實(shí)現(xiàn)對聚乙烯塑料膜片的有效降解，填補(bǔ)了聚乙烯塑料降解菌株資源的匱乏，具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：曹慧,王玉威,張李婷,徐敏,崔中利
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21