[发明专利]一株假单胞菌及其在降解高分子合成塑料中的应用

说明书

技术领域

本发明属于微生物生物技术和环境生物技术领域，具体涉及一株假单胞菌Pseudmonassp.DS1001及其在降解以聚乳酸、聚β羟基丁酸或聚己内酯等高分子化合物为主要成分的合成塑料中的应用。

背景技术

19世纪以来，以石油为基础的化学合成塑料以其质轻、价廉和性能优良的特点被广泛应用，成为现代社会不可或缺的高分子材料，与钢铁、木材、水泥并列为材料领域的四大支柱。然而，随着塑料工业的迅猛发展，越来越多的问题也随之显现，塑料固有的不可降解性造成了严重的“白色污染”，每年全世界倾倒的塑料垃圾总量高达数千万吨，传统的以末端治理为主的塑料垃圾处理方法虽然能在一定程度上减轻塑料垃圾的影响，但代价昂贵，并且容易造成二次污染。在此情况下，开发和推广生物可降解材料并建立有效的废弃物循环处理系统成为新材料工业的发展方向。

目前人们已研究开发的生物降解高分子材料主要有天然高分子、微生物合成高分子和化学合成高分子三大类。这些材料具有与传统塑料相当的物理和化学性能，能够满足人们社会生活的需求，同时在环保方面具有独特的作用，废弃后可在自然界中微生物的作用下降解为易被环境接纳的碎片并最终转化为无害物质回归自然。在这些材料中，聚乳酸、聚β羟基丁酸和聚己内酯等目前都实现了不同规模的产业化生产，在医疗、纺织、包装等方面实现了应用，成为最具潜力的替代现有塑料的高分子材料。虽然这些高分子材料理论上可生物降解，但改性或制成产品后，在自然界中往往降解缓慢且存在特殊性，因此在进行材料合成研究的同时，关于这些材料制品的生物降解研究也备受重视，如何实现废弃物的快速完全降解，并建立有效的生物循环系统实现产品的物料循环是人们关注的热点。以聚乳酸为例，近年来陆续筛选了对其具有降解作用的微生物，并对其降解酶进行了研究，探讨了非天然化合物的生物降解机理，取得了一定的研究成果，但总的说来，发现的降解微生物的种类和数量都十分有限，而降解菌株和酶用于生物处理系统还处于初步的探索阶段。分离筛选高效的降解菌株不论是对于化合物机理的研究还是对于生物循环系统的构建都是必要的资源保障，而筛选同时对多种高分子聚合物具有降解作用的菌株用于研究和生产，更是具有重要的理论和实践意义，目前还鲜有报道。

发明内容

针对上述情况，本发明的一个目的是提供一株假单胞菌Pseudomonas sp.DS1001。本发明的另一目的是提供该菌株在降解某些高分子合成塑料方面的应用。

在本发明的第一方面，提供了假单胞菌Pseudomonas sp.DS1001，已于2010年11月25日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，地址：北京朝阳区大屯路，保藏号为CGMCC No.4366。

假单胞菌Pseudomonas sp.DS1001菌落呈圆形，黄白色，表面光滑无皱纹，边缘较整齐，表面较湿润，易挑起；菌体呈短杆状，革兰氏阴性，有鞭毛，无芽孢和荚膜，该菌的扫描电镜照片见图1。经形态、生理生化特征和16SrDNA序列同源分析，鉴定为假单胞菌，其生理生化特征如表1和表2，16SrDNA序列显示于SEQ ID NO：1。

表1 菌株生理生化特性鉴定结果

表2 糖醇利用实验结果

*“-”表示实验结果为阴性；“+”表示实验结果为阳性。

在本发明的第二方面，假单胞菌Pseudomonas sp.DS1001能够以聚乳酸、聚β羟基丁酸或聚己内酯为唯一碳源生长，除唯一碳源外，其基本培养基还包括无机氮源，磷酸盐缓冲体系、MgSO₄·7H₂O、CaCl₂·2H₂O及微量元素等(详见具体实施例)。菌株生长温度范围较宽，最适生长温度为37℃。

本发明还提供假单胞菌Pseudononas sp.DS1001在降解某些高分子合成塑料中的应用，特别是在降解以聚乳酸、聚β羟基丁酸或聚己内酯为主要成分的合成塑料中的应用。此类材料的粉末、薄膜及乳化液均能够被本发明的假单胞菌降解，培养过程中肉眼可见粉末消失、薄膜崩解、乳化液由浊变清等现象。

本发明的假单胞菌在上述材料的诱导下能够分泌对应的降解酶，液体发酵粗酶液对相应材料具有明显的酶解作用，酶解的主要产物为材料的组成单体或二聚体，更具体地说，聚乳酸、聚β羟基丁酸的酶解产物分别是单体乳酸和羟基丁酸，聚己内酯的酶解产物是羟基己酸及其二聚体。