[发明专利]一种微生物复配菌群及其应用

说明书

本发明属于生物技术领域，具体的说是一种海洋来源微生物复配菌群及其应用。复配菌群为Exiguobacterium profiundum MB1,Halomonas venusta MB2,Ochrobactrum sp.MB3中任意菌株的组合；各菌株均已保藏，信息详见说明书。本发明复配菌群复配菌群能够在聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料上定殖生长，并且对两种塑料具有良好的降解能力。与传统的塑料污染物处理方法相比，微生物法降解塑料污染物在解决“白色污染”方面具有环保、高效的潜在应用价值。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体的说是一种海洋来源微生物复配菌群及其应用。

背景技术

塑料垃圾在环境中的大量存在及其难降解性，已经对全球生态环境造成了严重威胁，因此加快对塑料污染物治理技术的研发，具有十分重要的理论意义和应用价值。目前，人们主要采取填埋、焚烧、或者回收利用的方法处理废弃塑料污染制品[1]。然而，填埋埋法不仅占据匮乏的土地资源而且会造成二次污染，焚烧法产生大量的有毒气体，回收塑料技术要求高、经济效益低。进一步应该考虑的问题是真正实现其生物降解，尤其是石油来源的不可降解塑料制品的降解。相比于传统的处理方法，塑料的微生物降解方法具有绿色环保效的特点[2]。

塑料的生物降解过程主要包括生物腐蚀(Bio-deterioration)、生物片段化(Bio-fragmentation)、同化(Assimilation)和矿化(Mineralization)[3]。生物腐蚀是由微生物在塑料的表面或内部附着并形成生物膜，在胞外酶和/ 或释放到胞外的化合物的作用下扩大塑料孔隙从而改变塑料的理化性质。生物片段化指微生物将不能穿过细胞壁和细胞膜的高分子量聚合物切割成低分子量低聚物或单体，这一过程是由加氧酶催化，使塑料的长碳链上形成羟基或过氧基等水溶性的中间产物，并被后续的酶系催化转化。同化和矿化是塑料生物降解的最后步骤。其中，同化是指微生物内吸收单体，但单体的降解不完全，同化物进一步产生许多次级代谢产物；而矿化是指单体被微生物彻底降解最终形成CO₂和H₂O等小分子物质[4]。虽然已经筛选出了多种可以降解塑料的微生物，包括真菌、细菌和放线菌，也发现了一些可以降解塑料的酶类，但是针对塑料完整而深入的生物降解机制至今未被明确阐释，降解效率远远达不到实际应用的要求。因此，筛选具有高效降解塑料能力的微生物并阐明其降解途径势在必行。

越来越多的研究表明在自然环境和人工构筑的污染物处理系统中，污染物的降解是由多种微生物(即微生物组)协同作用完成的。多种微生物组成的降解菌群与单一降解菌相比，因其不同微生物之间的协同作用，往往具有更强的适应能力、更高的降解效率、更广泛的应用空间[5]。因此，认知塑料降解微生物组的功能结构及其内部功能微生物间的协同作用，对塑料降解生物技术的创新至关重要，而功能优化和人工立体构建微生物组则是实现新一代环境生物技术的有效策略。因此，从自然界发现新型塑料降解菌群，针对不同塑料垃圾构建功能更为强大的“鸡尾酒”式复合菌剂，是未来值得关注的一个重要领域。

参考文献：

1.Geyer,R.,J.R.Jambeck,and K.L.Law,Production,use,and fate of allplastics ever made.Sci Adv,2017.3(7):p.e1700782.

2.Ghosh,S.K.,S.Pal,and S.Ray,Study of microbes having potentialityfor biodegradation of plastics.Environ Sci Pollut Res Int,2013.20(7):p.4339-55.

3.Krueger,M.C.,H.Harms,and D.Schlosser,Prospects for microbiologicalsolutions to environmental pollution with plastics.Appl Microbiol Biotechnol,2015.99(21):p.8857-74.