一株PET嗜热降解菌的分离及其降解特性解析

作者：周剑桥; 黄青松; 李娟; 金昶序; 陈晓倩; 吴敬; 颜正飞

来源：微生物学报, 2023, 1-13.

DOI：10.13343/j.cnki.wsxb.20220810

• 塑料污染
• PET生物降解
• 嗜热淀粉芽孢杆菌
• 热稳定性
• 微生物筛选

【目的】大量聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料作为废弃物被丢弃，这严重危害生态健康。针对嗜热型PET降解菌缺乏这一情况，本研究旨在获得能够降解PET的嗜热菌，并阐述其降解机制。【方法】本研究采集云南腾冲热泉中的废弃PET瓶，分析其表面生物膜的微生物群落多样性，并从中筛选能够以PET为营养源生长的嗜热菌并基于16S rRNA基因序列加以鉴定；以菌株的定殖能力与生长曲线为指标优选出降解能力较强的降解菌并测定其最适pH、温度和NaCl浓度；降解能力较强的降解菌分别作用于PET及PET中间体(双(羟乙基)对苯二甲酸酯(BHET)和对苯二甲酸单(2-羟乙基)酯(MHET))，测定产物生成量与降解率；通过观察PET膜表面微观结构、活菌数、酯酶活性等探究降解菌与PET互作过程。【结果】废弃PET瓶表面生物膜中的微生物群落多样性低；从生物膜中筛选出5株能够以PET为营养源生长的嗜热菌；其中，菌株JQ3以PET为唯一碳源生长最佳作为降解能力较强的降解菌，被鉴定为Bacillus thermoamylovorans，其最适生长pH为7.0、最适生长温度为50 °C、最适生长NaCl浓度为0.5%；菌株JQ3以0.043 mg PET/d的速率降解PET，对苯二甲酸(TPA)产量在第7天达到峰值45.2 mmol/L；菌株JQ3对PET中间体降解效率显著，6 h可降解85.9%的BHET，60 h可降解50.1%的MHET。菌株JQ3能够定殖于PET表面并形成生物膜，侵蚀PET造成开裂并剥落。【结论】B. thermoamylovorans JQ3作为一株嗜热型PET降解菌，能够高温(60 °C)降解PET及其中间体，为实现PET的有效降解提供了新策略。

• 单位
  食品科学与技术国家重点实验室; 工业生物技术教育部重点实验室; 生物工程学院; 江南大学