大蜡螟幼虫肠道中聚乙烯降解菌株的筛选、鉴定及其降解特性研究

论文摘要

聚乙烯是由乙烯单体聚合形成的,其化学性质相对稳定,被应用于日常生活的各个领域。同时聚乙烯难以自然降解,容易出现大量废弃与堆积的现象,从而造成“白色污染”。因此,降解聚乙烯和合成可生物降解的聚乙烯成为近几年的研究热点,但快速解决已存在的聚乙烯仍然是目前较为棘手的问题。有研究表明,大蜡螟幼虫能够降解聚乙烯为乙二醇。但其降解聚乙烯的能力是来源于大蜡螟幼虫自身还是其体内的微生物区系,目前还没有研究。因此,本研究对大蜡螟幼虫肠道与降解聚乙烯有关的微生物进行筛选、分离、纯化、鉴定。本论文的主要研究结果如下:1、大蜡螟幼虫肠道能够降解聚乙烯的微生物的筛选、分离。将大蜡螟幼虫肠道研磨液分别在以线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、普通塑料保鲜袋为唯一碳源的M9液体培养基中进行筛选培养,同时设置完全无碳源的对照组。30d后,OD值结果显示实验组与对照组的OD值有明显差异;然后分别蘸取上述各组混合液,在PDA、高氏I号、牛肉膏蛋白胨三种全营养固体培养基上进行划线分离。最终对照组的三种全营养固体培养基无任何微生物生长,实验组在PDA、牛肉膏蛋白胨两种固体培养基上有微生物生长。2、降解聚乙烯微生物的分子鉴定。提取实验组PDA、牛肉膏蛋白胨两种培养基上微生物的DNA,进行测序。最终确定分离出两种细菌LYF-1、LYF-2。经过BLAST比对及建立发育树,确定两菌均属于肠杆菌属且为两种不同的菌种。3、降解聚乙烯微生物的生理生化鉴定。对LYF-1、LYF-2两菌株进行形态学观察、革兰氏染色以及生理生化鉴定。两菌在形态上基本一致,但气味不同;革兰氏染色结果显示:两菌均属于革兰氏阴性菌;经过梅里埃VITEK 2 Compact全自动细菌鉴定仪鉴定,结果显示:在L-脯氨酸芳胺酶（ProA）上LYF-1菌株呈现阳性、LYF-2菌株呈现阴性;在ELLMAN上LYF-1菌株呈现阴性、LYF-2菌株呈现弱阴性。4、降解聚乙烯的微生物降解特性的研究。将LYF-1、LYF-2以及两菌混合后分别接入以线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、普通塑料保鲜袋为唯一碳源的M9液体培养基中,培养30 d后OD值结果如下:在线性低密度聚乙烯上,LYF-2(POD值=0.066 0)>LYF-1(POD值=0.028 6)>两菌混合(POD值=0.021 3),LYF-2的降解效果最好,两菌混合的降解作用最差;在低密度聚乙烯上,两菌混合(POD值=0.057 3)>LYF-1(POD值=0.014 6)>LYF-2(POD值=0.009 3),两菌混合降解效果最好,LYF-2的降解效果最差;在普通塑料保鲜袋上,两菌混合(POD值=0.0013)>LYF-2(POD值=-0.003 6)>LYF-1(POD值=-0.004 0),两菌混合的降解效果最好。5、用扫描电子显微镜对各组混合液处理30d后的三种聚乙烯制品进行观察。结果显示,三组对照组中的三种聚乙烯制品表面均表现为光滑平整,而经LYF-1处理过的线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯表面均呈现丝絮状凹凸不平的状态,普通塑料保鲜袋表面出现星射线状褶皱;经LYF-2处理过的线性低密度聚乙烯、普通塑料保鲜袋表面均呈现孔洞状凹凸不平的状态,低密度聚乙烯表面变得粗糙;经两菌混合处理过的线性低密度聚乙烯表面、低密度聚乙烯表面均有较深的孔洞状裂痕并伴随有丝絮状裂痕产生,普通塑料保鲜袋表面有孔洞和纤维状裂痕出现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1 聚乙烯的生物降解
•     1.1 与聚乙烯降解有关的微生物
•     1.2 微生物对聚乙烯的影响
•       1.2.1 表面的官能团
•       1.2.2 亲水性/疏水性
•       1.2.3 结晶度
•       1.2.4 分子量分布
•       1.2.5 表面形貌
•       1.2.6 机械性能
•       1.2.7 聚乙烯消耗量
•     1.3 聚乙烯生物降解机理
•   2 大蜡螟的研究进展
•     2.1 大蜡螟
•     2.2 大蜡螟的危害
•     2.3 大蜡螟的防治措施
•     2.4 大蜡螟降解聚乙烯的研究进展
•   3 昆虫肠道微生物分离的方法
•   4 本研究的内容和意义
• 第二章 大蜡螟幼虫肠道降解聚乙烯微生物的筛选
•   1 前言
•   2 材料与方法
•     2.1 试验材料
•       2.1.1 供试昆虫
•       2.1.2 试验材料
•       2.1.3 试验材料灭菌处理
•     2.2 主要仪器和试剂
•       2.2.1 主要仪器
•       2.2.2 主要试剂
•     2.3 试验方法
•       2.3.1 实验室培养大蜡螟
•       2.3.2 大蜡螟幼虫取食聚乙烯的研究
•       2.3.3 培养基配制
•       2.3.4 大蜡螟幼虫肠道能够降解聚乙烯的微生物的筛选
•     2.3.4.1 大蜡螟幼虫肠道解剖
•     2.3.4.2 选择培养
•     2.3.4.3 OD值的测量
•     2.3.4.4 全营养培养基富集培养
•   3 结果与讨论
•     3.1 结果
•       3.1.1 大蜡螟粪便镜检结果
•       3.1.2 OD值的测量结果
•       3.1.3 全营养培养基培养结果
•     3.2 讨论
• 第三章 降解聚乙烯微生物的分子鉴定
•   1 前言
•   2 材料与方法
•     2.1 试验材料
•       2.1.1 供试菌株
•       2.1.2 主要仪器
•       2.1.3 主要试剂
•     2.3 试验方法
•       2.3.1 提取DNA
•       2.3.2 PCR扩增
•       2.3.3 电泳检测
•       2.3.4 割胶回收
•       2.3.5 16S rDNA基因序列的同源性比较
•   3 结果与讨论
•     3.1 结果
•       3.1.1 琼脂糖凝胶电泳结果
•       3.1.2 测序结果
•       3.1.3 菌株LYF-1、LYF-2 16S rDNA基因测序图及BLAST结果
•     3.2 讨论
• 第四章 降解聚乙烯微生物的生理生化鉴定
•   1 前言
•   2 材料与方法
•     2.1 供试菌株
•     2.2 主要仪器和试剂
•       2.2.1 主要仪器
•       2.2.2 主要试剂
•     2.3 试验方法
•       2.3.1 菌株形态学观察
•       2.3.2 革兰氏染色
•       2.3.3 两菌的生理生化鉴定
•   3 结果与讨论
•     3.1 结果
•       3.1.1 菌株形态学观察结果
•       3.1.2 革兰氏染色结果
•       3.1.3 两菌生理生化鉴定
•     3.2 讨论
• 第五章 两种菌株降解不同聚乙烯的特性研究
•   1 前言
•   2 材料与方法
•     2.1 试验材料
•       2.1.1 供试菌株
•       2.1.2 试验材料
•     2.2 主要仪器和试剂
•       2.2.1 主要仪器
•       2.2.2 主要试剂
•     2.3 试验方法
•       2.3.1 观察聚乙烯在液体培养基中位置的变化
•       2.3.2 OD值的测量
•       2.3.3 扫描电子显微镜观察
•       2.3.4 傅里叶红外光谱测试
•   3 结果与讨论
•     3.1 结果
•       3.1.1 聚乙烯在培养基中位置的观察结果
•       3.1.2 OD值的测量结果
•       3.1.3 扫描电子显微镜观察结果
•       3.1.4 傅里叶红外光谱检测结果
•     3.2 讨论
• 第六章 总结与展望
•   1 总结
•     1.1 结果总结与讨论
•     1.2 本研究的创新之处
•     1.3 本研究的不足之处
•   2 展望
•     2.1 本研究的展望
•     2.2 总体展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘亚飞

导师: 阮永明

关键词: 大蜡螟,聚乙烯降解,肠杆菌属,扫描电子显微镜

来源: 浙江师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,生物学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 浙江师范大学

分类号: X705;X172;Q939.9

DOI: 10.27464/d.cnki.gzsfu.2019.000324

总页数: 78

文件大小: 3020K

下载量: 134