[发明专利]一种降解塑料的克雷伯氏菌株及其用途

说明书

本发明公开了一种降解塑料的克雷伯氏菌株及其用途，所述克雷伯氏菌菌株的保藏名称为：EMBL‑1，保藏单位：中国典型培养物保藏中心，保藏日期：2021年03月25日，保藏号：CCTCC M2021280。该菌株经基因序列分析鉴定是克雷伯氏菌属的变栖克雷伯氏菌的新株，命名为EMBL‑1，属于革兰氏阴性菌。该菌株能够用于降解聚氯乙烯或聚乙烯，在新型塑料降解酶发掘与改造、废弃塑料回收利用、环境塑料污染生物修复等领域具备进一步研发和工程应用的前景。

技术领域

本发明涉及一种细菌菌株，尤其涉及变栖克雷伯氏菌菌株及其用途。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)塑料废弃物在环境中的积累已成为全球化的环境问题。当前国际上PVC塑料废弃物的处理主要依靠填埋和焚烧，物理填埋对土壤和海洋环境造成了严重污染，而焚烧产生的二次污染物，如呋喃和二噁英等持久性有机污染物等也对人体产生较严重的影响。PVC废弃物的处理难题亟待解决。

迄今为止，微生物对聚氯乙烯的生物降解被认为非常困难，因为它具有耐磨、疏水和持久的大分子结构。目前，国内外关于PVC生物降解的研究已报道的PVC 降解菌株主要为担子菌属、假单胞菌属、芽孢杆菌属、曲霉属、黄孢菌属、葡萄球菌等属中，这些降解菌的来源大多为海水、土壤、塑料废弃物、垃圾填埋场等，较少有报道过来自昆虫的肠道的；在这些研究中一部分集中于混合菌群对PVC 材料的降解，大部分集中于PVC降解纯菌株的获得和降解活性的测定，但没有提及PVC材料中增塑剂的含量及降解情况，除去2018年NaziaKhatoon报道称黄孢原毛平革菌胞外木质素过氧化物酶对聚氯乙烯等复杂高分子化合物有降解作用外，几乎没有其他报道或提取与PVC降解相关的酶或基因；综上可知，PVC 的生物降解研究相对较少，PVC的生物降解资源还有待补充，生物降解机制也未有突破性结果。

草地贪夜蛾是2019年入侵我国的重大农业害虫，主要以玉米、高粱等作物为食，到目前为止草地贪夜蛾已对我国的农业生产带来严重的影响。自草地贪夜蛾入侵中国以来，已快速成为研究热点，主要集中在草地贪夜蛾的发生规律、生长规律、生物防治方法和化学防治方法、抗药性研究、肠道微生物组等方向，目前还未有研究者报道其可以取食塑料。我们在室内饲养草地贪夜蛾期间，发现草地贪夜蛾幼虫可以取食PVC薄膜，并能正常存活，故推测草地贪夜蛾幼虫可以消化PVC薄膜，其肠道微生物中可能存在可以降解PVC薄膜的菌株，进而最终成功分离获得EMBL-1菌株，证实了该菌株的PCV降解能力。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种变栖克雷伯氏菌菌株及其用途，可以为解决环境中的聚氯乙烯塑料污染提供一种新方法。

本发明的变栖克雷伯氏菌株，保藏信息：保藏名称为EMBL-1，保藏单位：中国典型培养物保藏中心，保藏日期：2021年03月25日，保藏号：CCTCC M2021280。

本研究中的菌株来源新颖，是从外来入侵害虫-草地贪夜蛾幼虫的肠道中分离的，是从害虫肠道分离出的有益菌株，并且通过研究验证该菌株可用于聚氯乙烯、聚乙烯的降解。是首株被发现能降解PVC的克雷伯氏菌属成员。

所述菌株为细菌-变栖克雷伯氏菌(Klebsiella variicola)，该菌最早在临床上和植物共生菌方面报道较多，该菌可像肺炎克雷伯氏菌一样作为条件性病原菌感染人，动物或者其它哺乳动物。也存在于植物中，与植物共生，通过固氮作用生存。也有报道称该菌可以引起植物或者果实的某些病害；也有报道称该菌可以用于一些除草剂、纤维素和木质素的生物降解。目前尚未见关于该菌对塑料污染物的降解能力的报道。

此外，本发明还提供一种用于降解PVC薄膜的方法，利用所述菌株的培养物用于PVC薄膜的降解，或者直接利用草地贪夜蛾幼虫肠道的研磨液或提取液用于PVC薄膜的降解。

本发明的有益效果是：