PLA/PHB材料生物降解实验中微生物群落结构分析

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随着塑料制品在当代社会的广泛运用,大量塑料制品废弃物的产生会造成对生态环境的污染。本文主要研究的是一种PLA//PHB材料在人工驯化细菌群落中的生物降解过程。与PLA/PHB材料在自然环境下的降解过程相比较,结果显示出了这种新型材料的降解过程是可以被加速的。我们对材料分别进行了自然降解实验和加速降解实验,并对实验后的材料进行了形态学,机械强度方面的检测比较。实验中定期对取出样品进行了抗张强力的测定,抗张强力的变化趋势就表明了该材料在自然土壤或是细菌悬液中降解过程中机械强度的变化趋势。在细菌悬液中15天的降解周期中,样品的抗张强度与自然降解实验中相比较有明显的下降。从电镜图片中可以明显的看出PLA/PHB材料微观结果的变化,自然条件下填埋28天后的降解样品表面只有轻微的磨损,表明了降解过程在自然条件下缓慢进行。相反,在细菌悬液中降解15天的样品纤维表面却出现了很多明显的洞和裂痕,降解过程明显。这些结果表明,材料在加速降解环境中的降解速度远远快于自然降解环境下的速度。之后,我们利用DGGE和高通量测序方法对驯化细菌菌群的16S rRNA进行分析研究,并对该细菌群落的细菌丰度,多样性以及群落结构进行了系统的分析研究。其中,DGGE图谱能够直观的显示出该细菌群落具有丰富的多样性,并且在整个驯化过程中,形成了一个稳定的,功能性细菌群落。高通亮测序实验中,在所有获得的8441个序列中,这些条带经由分类学统计隶属于2个门类,即Proteobactreia和Fimicutes,含分别占总分类单元的80.4%和19.4%。在属的分类单元上,鉴定出了10个主要存在的属(含量>1%),分别是Citrobacter(29.4%),Salmonella(21%),Lysinibacillus(13.99%), Escheriichia(11.7%),Klebsiella(6.17%),Pseudomonas(4.73%),Clostridum(3.67%), Aeromonas(2.86%),Enterobacter(1.53%),Cronobacter(1.11%)。综合以上数据显示,我们利用实验室驯化出的细菌群落,建立了一种新型混纺材料的加速降解方法,这种方法能够有效的缩短可降解材料的降解周期,并且降解效果很好。
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