用于降解聚氨酯塑料的真菌菌株、及其培养方法和用途技术

本发明专利技术提供一株用于降解聚氨酯塑料的真菌菌株A.flavus G10，其微生物保藏号是：GDMCC 60537。还提供一种培养真菌菌株A.flavus G10的方法，包括：从蟋蟀的肠道中分离出真菌菌株；以PU作为唯一碳源，将所述真菌菌株在液体培养基中进行培养得到培养液；将所述培养液稀释并涂布在含有四环素抗生素的固化的营养琼脂培养基和马铃薯葡萄糖琼脂培养基上得到培养物生长物；将所述培养物生长物在新鲜平板上在30℃下进行传代培养，直到在每个平板上获得单个真菌菌株。上述真菌菌株A.flavus G10降解聚氨酯塑料速度快。

Fungi strains for degrading polyurethane plastics, their culture methods and Applications

The invention provides a fungus strain A. flavus G10 for degrading polyurethane plastics, whose microbial preservation number is GDMCC 60537. A method for cultivating fungal strain A.flavus G10 is also provided, including isolation of fungal strains from cricket intestines, culture of the fungal strains in liquid medium using PU as the sole carbon source, dilution of the culture medium and coating on a solidified nutrient agar medium containing tetracycline antibiotics and potato glucose agar medium. Culture growth substance: The culture growth substance is subcultured on a fresh plate at 30 ~C until a single fungal strain is obtained on each plate. The above fungus strain A. flavus G10 degraded polyurethane plastics quickly.

【技术实现步骤摘要】
用于降解聚氨酯塑料的真菌菌株、及其培养方法和用途
本专利技术涉及生物降解领域，特别涉及一种用于降解聚氨酯塑料的真菌菌株、菌株培养物及其用途。
技术介绍
塑料是一种多功能材料，几乎可用于我们日常生活的方方面面。全球合成塑料的人均消费量约为每年38千克。从1950年到2015年，已经生产了约9150万吨塑料，导致在地球表面产生约6945万吨塑料废物(Gyer等，2015)。产生的塑料废物中很小一部分可以回收(9％)和焚烧(12％)，约79％的塑料仍然在垃圾填埋场、其他地表和海洋环境中聚集(Gyer等，2015)。据估计，在美国，每年生产的城市固体垃圾总量为2.430亿吨，废塑料占了13％(EPA报告2009，美国)。在欧洲，废弃塑料占2.2亿固体垃圾的15-25％(Eurostat.2008)。在中国，废塑料占城市生活垃圾总量的12％(“中国统计年鉴”，2001-2007)。垃圾填埋场中的大部分塑料垃圾是聚氨酯(PU)。PU是一种合成塑料，用于制造工业，汽车和医疗领域的各种物体。PU占全球塑料总产量的7％左右，全球年产量约为1200万吨，其大部分最终成为塑料垃圾(PlasticEurope)。由于其在环境中的降解可以忽略不计，废弃的PU塑料废物在土壤，沉积物和垃圾填埋场中以不断增加的速度积累，因此是环境中塑料污染的主要原因。PU塑料缺乏可降解性和垃圾填埋场的日益枯竭以及随后的土地污染促使研究人员开发出环境友好的可生物降解塑料，包括可生物降解的PU塑料。然而，这些可降解塑料在环境中的命运和其完全矿化所需的时间尚未完全了解。此外，废弃塑料产品的主要处理方法包括：垃圾填埋场填埋，焚烧和回收利用，但是都没有解决PU废物的环境持久性及其潜在的污染问题(Macromoleculessymposium，2006；WasteManagement，2009)。在解决塑料废物问题上，生物降解更简单，危害更小。目前已经证明几种微生物能够生物降解塑料(Kaplan等，1979；Otake等，1995；Nakamiya等，1997；Cacciari等，1993；Sivan等，2008；Arkatkar等，2009；Atiq等，2010；Zafar等，2013,2014；Yang等，2014；Khan等，2017)。研究人员已经从土壤，垃圾填埋场和堆肥中发现了降解PU的微生物；其中真菌被发现是优势生物(Boubendir1993；Crabbe等，1994；Nakajima-Kambe1995；Baumgartner等，1997；Blake和Howard1998；Akutsu等，1998；Howard和Blake1999；Allen等人，1999；Manna和Paul，2000；Yamada-Onodera等人，2001；Zafar等人，2013,2014；Khan等人，2017；)。已知真菌分泌不同种类的水解酶，包括酯酶，脲酶和蛋白酶(Khan等，2017)。研究发现聚酯型PU比聚醚型PU更容易受到真菌水解(Tokiwa等，2009)。生物降解的程度也随PU聚合物和真菌物种的化学性质而变化。一些真菌物种需要添加一些化学诱导剂，其诱导生物降解所需的酶的分泌。通过由Curvulariasenegalensis，Fusariumsolani，Aureobasidiumpullulans和Cladosporiumsp，组成的微生物聚生体对胶体聚酯PU进行生物降解。其中，C.senegalensis更有效，并且其产生细胞外聚氨酯酶(PUase)酶(Crabbe等，1994)。然而，利用塑料降解微生物的主要问题是塑料降解速度慢。例如，从污泥、污染土壤和海洋沉积物中分离出的几种细菌和真菌菌株的混合培养物显示出生物降解速度极慢(Nadnda和Sahu，2010)。此外，使用从污泥、土壤、粪肥、垃圾中分离的混合微生物培养物降解聚苯乙烯的试验中，利用同位素示踪测量其降解0.55％需要11周(Kaplan等，1979)。在真菌青霉(Penicilliumsimplicissimum)的液体培养物中孵育3个月后，观察到聚酯(PE)有非常缓慢的降解(Yamada-Onodera等，2001)。最近,报道了微生物聚生体对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料的生物降解率为每天0.13mg/cm-2(Yoshida等，2016)。PU由于其聚合物性质，分子量高，结构复杂，通常难以在自然环境中生物降解。尽管有关于PU降解微生物的报道，但目前为止已经报道的降解速率较慢。迄今为止，尚未发现具有以高速率(例如在少于30天内)和规模化生产的生物降解PU的方法。因此，需要开发更有效的PU降解方法，以及改进的生物系统，提高降解PU速率，以使该方法能在商业上得以使用。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种降解速度较快的用于降解聚氨酯塑料的真菌菌株、菌株培养物及其用途。一株用于降解聚氨酯塑料的真菌菌株A.flavusG10，其微生物保藏号是：GDMCC60537。一种上述真菌菌株在聚氨酯塑料中的用途。在其中一个实施例中，所述聚氨酯塑料为泡沫型或透明型。一种含有真菌菌株A.flavusG10生物反应器。一种培养上述的真菌菌株A.flavusG10的菌株培养物。一种培养上述的真菌菌株A.flavusG10的方法，包括：从蟋蟀的肠道中分离出真菌菌株；以PU作为唯一碳源，将所述真菌菌株在液体培养基中进行培养得到培养液；将所述培养液稀释并涂布在含有四环素抗生素的固化的营养琼脂培养基和马铃薯葡萄糖琼脂培养基上得到培养物生长物；将所述培养物生长物在新鲜平板上在30℃下进行传代培养，直到在每个平板上获得单个真菌菌株。在其中一个实施例中，所述液体培养基为通过在去离子水中加入KH2PO4、K2HPO4、MgSO4·7H2O、NH4NO3、NaCl、FeSO4·7H2O、及ZnSO4·7H2O制成。在其中一个实施例中，所述马铃薯葡萄糖琼脂培养基为通过在去离子水中加入马铃薯淀粉、糖和琼脂制成。在其中一个实施例中，所述营养琼脂培养基为通过在去离子水中加入蛋白胨、牛肉粉、NaCl及琼脂制成。在其中一个实施例中，所述液体培养基、营养琼脂培养基和马铃薯葡萄糖琼脂培养基在使用前均高温灭菌。上述真菌菌株能有效地在短时间内将聚氨酯塑料降解。当PU薄膜与真菌菌株A.flavusG10一起培养时，真菌菌株A.flavusG10可以有效降解PU片，每周减重4.4％。附图说明图1为一实施方式的真菌菌株在培养基平板上的生长状况示意图；图2是本专利技术分离出的真菌菌株的菌丝体及孢子形态图，其中a为光学显微镜下的菌丝；b为光学显微镜下分生孢子；c、d、e均为SEM下的分生孢子；附图3为正常PU薄膜(a)和G10处理后的PU薄膜(b)的示意图；附图4为PU薄膜SEM图，其中a为正常PU薄膜SEM图，b,c,d,e,f为G10处理过的PU薄膜SEM图；附图5为使用原子力显微镜(AFM)的PU膜表面的三维(3D)形貌图，其中A-表示未处理的PU膜的3D表面扫描图。B，C和D表示用G10处理2,4和6小时的PU膜的3D表面扫描图。具体实施方式本专利技术提供一实施方式的用于降解聚氨酯塑料的真菌菌株A.flavusG10，其微生物保藏号是：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一株用于降解聚氨酯塑料的真菌菌株A.flavus G10，其微生物保藏号是GDMCC 60537。

【技术特征摘要】
1.一株用于降解聚氨酯塑料的真菌菌株A.flavusG10，其微生物保藏号是GDMCC60537。2.如权利要求1所述的真菌菌株在聚氨酯塑料中的用途。3.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述聚氨酯塑料为泡沫型或透明型。4.一种含有权利要求1所述的真菌菌株A.flavusG10生物反应器。5.一种培养权利要求1所述的真菌菌株A.flavusG10的菌株培养物。6.一种培养权利要求1所述的真菌菌株A.flavusG10的方法，其特征在于，包括：从蟋蟀的肠道中分离出真菌菌株；以PU作为唯一碳源，将所述真菌菌株在液体培养基中进行培养得到培养液；将所述培养液稀释并涂布在含有四环素抗生素的固化的营养琼脂培养基和马铃薯葡萄糖琼脂培养基上得到培养物生长物；将所述培养物生长物在新鲜平板上在30℃下进行传代培养，直到...

【专利技术属性】
技术研发人员：赛隆·可汗，许建初，桂恒，赛迪亚·娜迪尔，彼得·莫蒂默，叶磊，
申请(专利权)人：中国科学院昆明植物研究所，
类型：发明
国别省市：云南,53