6种糖基化合物对台湾乳白蚁糖基水解酶分泌的影响

白蚁自身及其后肠共生微生物可以分泌多种糖基水解酶用于分解木质纤维素.本研究选用1％木质素、1％羧甲基纤维素钠、1％山梨糖、1％果糖、1％葡萄糖及1％半乳糖6种糖基化合物溶液,诱导台湾乳白蚁Coptotermes formosanus糖基水解酶的分泌,进行了酶活测定.结果显示,FPA活力、内切葡聚糖酶EG、β-葡萄糖苷酶...     

刺芹侧耳栽培料及菌体中漆酶介体分子的挖掘

虽然真菌能够分泌漆酶从木质素中获取碳源,然而纯化后真菌漆酶降解木质素的能力却极低。本文利用萃取方法提取刺芹侧耳栽培料及菌体中可溶性化合物,通过快速漆酶介体体系（LMS）动力学实验确定其对漆酶催化氧化反应的促进或抑制能力,进一步利用HPLC-MS和代谢组学差异分析的方法从最高活性萃取液的柱层析组分中挖掘潜在的活性成分。研究结果表明栽培料中可能含有活性介体成分,生物信息学XCMS代谢产物组分析揭示了CTE05分离组分中富含的木质素代谢产物,涉及到软木脂单体合成、香豆素合成、丁香油酚或异丁香油酚合成、质体醌醇合成、由苯丙氨酸合成硫代葡萄糖苷和安息香酸合成等代谢途径。最后讨论了其中11种潜在的天然介体分子物理化学性质,其中4种为已有文献报道的天然介体小分子。本研究暗示木质素降解与合成代谢在分子机制上存在有某种联系,相关的代谢产物可能参与了真菌降解木质素的代谢过程。     

miR-120对台湾乳白蚁抵御绿僵菌的免疫反应的影响

本研究探究了miR-120在台湾乳白蚁Coptotermes formosanus抵御绿僵菌Metarhizium anisopliae的免疫反应中的作用。研究发现通过对台湾乳白蚁注射miR-120 agomir以增加白蚁体内miR-120的含量后,台湾乳白蚁的存活率降低约35%,绿僵菌对台湾乳白蚁的致死率提升约55%,同时显著抑制了台湾乳白蚁对绿僵菌的趋避反应。双荧光素酶报告系统等试验证实了miR-120靶向结合免疫基因Draper。通过对Draper进行注射法RNAi后,得到了类似于注射miR-120 agomir后的结果。研究结果表明,miR-120通过抑制靶基因Draper的表达,抑制了台湾乳白蚁抵御绿僵菌的免疫反应,最终导致台湾乳白蚁的存活率显著下降。该结果有助于进一步理解白蚁的免疫机制,并为开发抑制白蚁免疫防御反应的技术方法提供理论基础,有助于促进白蚁生物防治的发展。     

木质素增量取食对台湾乳白蚁消化系统的影响

木质素代谢是白蚁消化木质纤维素的关键环节之一。本文利用木质素增量喂食台湾乳白蚁Coptotermes formosanus Shiraki,通过测定其取食量、体内酚氧化酶含量、纤维素酶活性的变化及后肠微生物群落16s rRNA基因Illumina Hi Seq高通量测序比较分析来研究木质素取食对低等白蚁消化系统的影响。结果表明:木质素取食组内源性(前肠/唾液腺)酚氧化酶含量的显著大于大于对照组,内源及外源性纤维素酶活性均小于对照组,尤其BG酶活性显著小于对照组;1%木质素对乳白蚁取食有一定的抑制作用,其后肠细菌多样性及丰度较对照组有所下降,但无显著的组间群落结构差异;Metastat、LDA(LDA Effect Size)及组间T-检验属水平群落差异分析显示,乳白蚁后肠核心菌群(相对丰度1%)Dysgonomonas属、弧菌属在木质素取食组中相对丰度显著小于对照组,Candidatus Azobacteriodes属相对丰度则显著大于对照组,它们在木质素增量取食引起的细菌群落变化中起关键作用。     

扩头蔡白蚁肠道蛋白的鉴定

【目的】本研究旨在分析比较扩头蔡白蚁Tsaitermes ampliceps工蚁前中肠和后肠及其内容物的蛋白构成和表达差异,挖掘降解木质纤维素的相关酶和蛋白。【方法】通过扩头蔡白蚁工蚁的前中肠和后肠及其内容物蛋白的双向电泳,对高表达或高差异表达的47个蛋白点进行MALDI-TOF/MS测序,并进行生物信息学分析。【结果】测序分析发现,扩头蔡白蚁肠道及其内容物蛋白中有结构蛋白13个、调节蛋白9个、白蚁代谢相关蛋白10个、微生物代谢相关蛋白7个。经PD Quest分析发现,在前中肠和后肠有11个蛋白均高表达;仅在前中肠表达的蛋白有12个,主要是白蚁代谢相关蛋白和调节蛋白;仅在后肠表达的蛋白有8个,主要是微生物代谢相关蛋白。整个肠道内参与木质纤维素降解的相关酶有5个,分别是白蚁自身分泌的内源性纤维素酶,细菌产生的内切-β-1,4-葡聚糖酶和过氧化物歧化酶以及原生动物产生的GH11。【结论】白蚁对木质纤维素食物的降解主要在前中肠,后肠对降解产物进一步降解并进行微生物生长代谢。这些降解产物和微生物菌体蛋白为白蚁的肛哺提供营养成分。     

扩头蔡白蚁肠道蛋白的鉴定

【目的】本研究旨在分析比较扩头蔡白蚁Tsaitermes ampliceps工蚁前中肠和后肠及其内容物的蛋白构成和表达差异,挖掘降解木质纤维素的相关酶和蛋白。【方法】通过扩头蔡白蚁工蚁的前中肠和后肠及其内容物蛋白的双向电泳,对高表达或高差异表达的47个蛋白点进行MALDI-TOF/MS测序,并进行生物信息学分析。【结果】测序分析发现,扩头蔡白蚁肠道及其内容物蛋白中有结构蛋白13个、调节蛋白9个、白蚁代谢相关蛋白10个、微生物代谢相关蛋白7个。经PD Quest分析发现,在前中肠和后肠有11个蛋白均高表达;仅在前中肠表达的蛋白有12个,主要是白蚁代谢相关蛋白和调节蛋白;仅在后肠表达的蛋白有8个,主要是微生物代谢相关蛋白。整个肠道内参与木质纤维素降解的相关酶有5个,分别是白蚁自身分泌的内源性纤维素酶,细菌产生的内切-β-1,4-葡聚糖酶和过氧化物歧化酶以及原生动物产生的GH11。【结论】白蚁对木质纤维素食物的降解主要在前中肠,后肠对降解产物进一步降解并进行微生物生长代谢。这些降解产物和微生物菌体蛋白为白蚁的肛哺提供营养成分。     

曲酸对台湾乳白蚁纤维素酶活的抑制与应用研究

为了探究有害白蚁的安全防控新技术,本文研究了生物源活性物质曲酸对建筑结构主要害虫台湾乳白蚁纤维素酶活性的抑制效果。在室内条件下选择1%曲酸溶液滤纸饲喂白蚁,分别于饲喂6 h、12 h、1 d、3 d、5 d、7 d时收集白蚁消化道,采用还原糖法测定了白蚁消化道的滤纸酶活性(FPA)及内切β-1,4-葡聚糖酶(EG)、β-葡萄糖苷酶(BG)和纤维二糖水解酶(CBH)的比活力,并观测记录供试白蚁的体重与死亡率变化。结果显示,除6 h处理样的FPA和CBH活性影响不显著外,其余处理对白蚁纤维素酶活性均有显著的抑制作用,且随处理时间的延长曲酸对台湾乳白蚁纤维素酶活抑制率增强,抑制率显示FPAEG≥BGCBH。曲酸处理7d后,白蚁活动能力明显减弱,工蚁体重显著降低且死亡率显著升高。曲酸与氟虫脲联合喂食处理对台湾乳白蚁FPA和EG活性的抑制效果高于氟虫脲单独饲喂台湾乳白蚁,而且白蚁死亡率也显著提高。研究表明曲酸对于白蚁纤维素酶活性具有抑制效果,对于氟虫脲具增效作用,可为白蚁治理新技术的研究提供参考。     

培菌白蚁菌圃微生物降解木质纤维素的研究进展

白蚁及其共生微生物协同降解植物细胞壁的机理一直被世界各国科学家所关注。培菌白蚁作为高等白蚁,相比低等食木白蚁具有更多样化的食性,其利用外共生系统“菌圃”,对多种植物材料进行处理。本文综述了菌圃微生物降解木质纤维素的研究进展,以期为深入研究菌圃中木质纤维素降解过程及其机制,并挖掘利用菌圃降解木质纤维素的能力及仿生模拟菌圃开发新的生物质利用系统提供参考。培 菌白蚁在其巢内利用由植物材料修建的多孔海绵状结构——“菌圃”来培养共生真菌鸡枞菌Termitomyces spp.,形成了独特的木质纤维素食物降解和消化策略,使木质纤维素在培菌白蚁及其共生微生物协同作用下被逐步降解。幼年工蚁取食菌圃上的共生真菌菌丝组成的小白球和老年工蚁觅得食物并排出粪便堆积到菌圃上成为上层菌圃。这一过程中,被幼年工蚁取食的共生真菌释放木质素降解酶对包裹在植物多糖外部的木质素屏障进行解聚。菌圃微生物(包括共生真菌)对解聚的木质素基团进一步降解,将多糖长链或主链剪切成短链,使菌圃基质自下而上被逐步降解。最后下层的老熟菌圃被老年工蚁取食,其中肠的内源酶系及后肠微生物将这些短链进一步剪切和利用。因此,蚁巢菌圃及其微生物是培菌白蚁高效转化利用木质纤维素的基础。化学层面的研究表明,菌圃能够实现对植物次生物质解毒和植 物纤维化学结构解构。对共生真菌相关酶系的研究显示可能其在菌圃的植物纤维化学结构和植物次生物质的降解中发挥了作用,但不同属共生真菌间其效率和具体功能不尽相同。而菌圃中的细菌是否发挥了作用和哪些细菌类群发挥了作用等仍有待进一步的研究。相比于低等食木白蚁利用其后肠共生微生物降解木质纤维素,培菌白蚁利用菌圃降解木质纤维素具有非厌氧和能处理多种类型食物两大优势,仿生模拟菌圃降解木质纤维素的机制对林地表面枯枝落叶的资源化利用具有重要意义。     

高效降解木质纤维素的白蚁肠道微生物组

木食性白蚁是自然界木质纤维素的高效降解者,在长期进化过程中白蚁与其肠道微生物组协同作用发展出不同的纤维素降解机制。木食性白蚁具有分别来源于白蚁和共生微生物的两套纤维素酶系统。在低等白蚁中,木质颗粒经过白蚁前、中肠分泌的内源性酶初步消化后,在后肠共生鞭毛虫中被降解为乙酸、二氧化碳和氢。高等木食性白蚁在进化中丢失了鞭毛虫,木质颗粒经白蚁自身分泌的酶初步消化后,在后肠大量共生细菌的帮助下被有效降解。培菌类白蚁利用其菌圃中的蚁巢伞菌和肠道微生物协同作用降解木质纤维素。共生微生物在白蚁的氮素固定与循环、中间产物代谢及纤维素降解等过程中发挥了重要作用。学习和模拟白蚁高效降解木质纤维素的体系,对生物质能源的产业化发展具有积极的意义。     

白蚁及共生微生物木质纤维素水解酶的种类

白蚁是热带生态系统重要的木质纤维素降解者。白蚁种类丰富,可分成高等白蚁和低等白蚁,食性也具有各自特点。白蚁自身可以产生纤维素酶,主要是GHF9的内切葡聚糖酶(EG),也有β-葡萄糖苷酶(GB)。低等白蚁共生的原虫中已发现丰富的纤维素酶基因,属于GHF5,7和45。同时还有其他相关功能基因,如木聚糖酶和果胶类物质水解酶。高等白蚁肠道中没有共生原虫。高等培菌白蚁可以利用共生蚁巢伞属真菌促进木质纤维素降解,真菌可以产生纤维素酶,果胶质水解酶类、木聚糖酶,同时还产生可能与木质素分解相关的一种漆酶,但是从分子水平,关于共生真菌纤维素水解酶的研究还较少。白蚁肠道已分离出许多具有木质纤维素降解能力的菌株,最近的研究也发现了大量细菌纤维素酶基因。白蚁-共生系统丰富的木质纤维素水解酶类为发展生物方法开发纤维素乙醇这一思路提供有价值的资源。     

室内饲养与野外台湾乳白蚁木质纤维素水解酶活性的比较研究

以台湾乳白蚁Coptotermes formosanus Shiraki的室内群体与野外群体为研究对象,测定工蚁体内4种糖基水解酶和滤纸酶活(FPA)的活力大小及分布。结果表明:内切-β-1,4-葡聚糖酶(EG)、β-葡萄糖苷酶(BG)、外切-β-1,4-葡聚糖酶(CBH)、内切-β-1,4-木聚糖酶(EX)及FPA的活性在不同组织中有较大差异。两类群体的BG、EX及CBH有相似分布,BG和EX分别高度集中于中肠和后肠,CBH主要在中肠及后肠分布。FPA和EG在两类群体中有不同分布,室内群体的主要在中肠,野外群体的则集中于后肠。两类群体各种酶活力大小顺序同为:EX>EG≥BG>CBH。此外,室内饲养群体的大小及年限对台湾乳白蚁木质纤维素酶活力无显著影响。     

Comparative study of the activity of lignocellulolytic enzymes in captive and field colonies of Coptotermes formosanus

以台湾乳白蚁Coptotermes formosanus Shiraki的室内群体与野外群体为研究对象,测定工蚁体内4种糖基水解酶和滤纸酶活(FPA)的活力大小及分布.结果表明:内切-β-1,4-葡聚糖酶(EG)、β-葡萄糖苷酶(BG)、外切-β-1,4-葡聚糖酶(CBH)、内切-β-1,4-木聚糖酶(Ex)及FPA的活性在不同组织中有较大差异.两类群体的BG、EX及CBH有相似分布,BG和EX分别高度集中于中肠和后肠,CBH主要在中肠及后肠分布.FPA和EG在两类群体中有不同分布,室内群体的主要在中肠,野外群体的则集中于后肠.两类群体各种酶活力大小顺序同为:EX＞EG≥BG＞CBH.此外,室内饲养群体的大小及年限对台湾乳白蚁木质纤维素酶活力无显著影响.     

台湾乳白蚁与赭黄乳白蚁的异名关系---基于形态与分子特征的分析(等翅目：鼻白蚁科）

乳白蚁属Coptotermes是鼻白蚁科Rhinotermitidae最具经济意义的属之一,其中的台湾乳白蚁Coptotermes formosanus Shriaki分布广、适应性强,个体在不同种群以及不同巢龄间外部形态存在明显变异,已报道多个同物异名。本研究发现在模式产地重新采集到经形态学鉴定为赭黄乳白蚁Coptotermes ochraceus Ping et Xu的标本,其形态特征与台湾乳白蚁相似度较高,又以线粒体16S rRNA和CO II基因作为分子标记,将两者进行了序列比对,并与美国国立生物技术信息中心(NCBI)中台湾乳白蚁以及其他一些乳白蚁种类的相应序列一起进行了遗传差异比较和同源性分析。结果表明,台湾乳白蚁与赭黄乳白蚁16S rRNA和CO II序列的遗传差异均明显小于台湾乳白蚁与属内其它种之间的差异;在基于两种分子标记构建的支序图中,台湾乳白蚁和赭黄乳白蚁均聚为一支,并得到了很高的自展支持率。综合分子和形态两方面的证据,本研究建议赭黄乳白蚁为台湾乳白蚁的次异名。     

不同饲料饲养的近暗散白蚁工蚁肠道中差异蛋白分析

【目的】本研究旨在通过比较不同木质纤维素含量的饲料对近暗散白蚁Reticulitermesperilucifugus工蚁前中肠和后肠内容物蛋白的组成和表达差异,为揭示白蚁的营养消化吸收机理提供蛋白水平上的依据。【方法】用木质纤维素含量不同的3种饲料(松木、秸秆和滤纸)饲养近暗散白蚁工蚁,然后用双向电泳分析肠道不同部位的内容物蛋白,并对差异蛋白进行MALDI-TOF/MS测序及生物信息学分析。【结果】双向电泳结果发现,同一饲料饲养的近暗散白蚁工蚁前中肠可辨蛋白点数明显多于后肠;不同饲料饲喂的工蚁前中肠和后肠可辨蛋白点数依次是松木饲养的＞滤纸饲养的＞秸秆饲养的。通过对115个蛋白点的测序分析表明,不同饲料饲喂的工蚁前中肠和后肠中的主要差异蛋白为具有催化活性的蛋白质,包括与氨基酸代谢、丙酮酸代谢、碳代谢、氮代谢、TCA循环、糖酵解、糖异生和纤维素降解等相关的酶,以及参与细胞组成和信号传导的蛋白。【结论】木质纤维素含量不同的饲料饲养的近暗散白蚁工蚁肠道中的差异蛋白主要为具有催化活性的蛋白、细胞组成蛋白和信号传导蛋白,表明不同的饲料影响近暗散白蚁的肠道蛋白组成。这些结果为揭示白蚁对木质纤维素的降解机理提供了参考。     

果蝇肠道干细胞增殖与分化机制及其研究进展

动物肠道经常接触微生物而引起免疫应答,持续感染将导致胃肠疾病的发生.大量文献报道了果蝇中肠是研究肠道干细胞稳态的理想模型.本文将对果蝇肠道干细胞增殖与分化机制进行简要归纳和总结,同时对该领域的研究前景进行展望,为研究果蝇肠道内稳态提供一定的理论基础.     

黄翅大白蚁后肠降解滤纸微生物群落的分析

黄翅大白蚁(Macrotermes barneyi)具有高效降解木质纤维素的能力,其后肠内存在着丰富的共生微生物。采用活性电泳和变形梯度凝胶电泳的方法对黄翅大白蚁后肠降解滤纸微生物群落进行分析。活性电泳实验证实了此微生物群落纤维素酶的存在(内切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和木聚糖酶),变形梯度凝胶电泳实验鉴定出微生物组的群落结构,即7种细菌和3种真菌。本研究初步阐明了黄翅大白蚁后肠内与滤纸降解相关的微生物种类,为进一步了解黄翅大白蚁纤维素的降解机制以及生物质资源的高效利用提供了理论基础。     

台湾乳白蚁跟踪信息素粗提物活性与应用研究

台湾乳白蚁是我国为害最凶的一种白蚁。对它的防治早就引起国内外白蚁工作者的广泛重视。目前越来越多的做法是将“诱”与“杀”两个步骤合二为一。也有许多学者已将白蚁的跟踪信息素用于白蚁的诱集上作了研究。本文介绍了台湾乳白蚁跟踪信息素粗提物生物活性,包含信息素的提取、跟踪反应、引诱效应、感受距离测定,以及在台湾乳白蚁防治上的实际应用等。     

基于RNA干扰的台湾乳白蚁纤维素酶活抑制效果分析

白蚁纤维素酶在白蚁营养代谢中发挥着非常重要的作用,为了探索RNAi在白蚁防治中的应用技术,本文研究了RNAi技术与壳寡糖和曲酸联合对台湾乳白蚁纤维素酶活的抑制作用。在实验室条件下将dsCfEG与壳寡糖和曲酸分别联合浸湿滤纸饲喂白蚁,采用还原糖法测定白蚁的滤纸酶活性(FPA)及内切β-1,4-葡聚糖酶(EG)的比活力,并观测记录供试白蚁的体重与死亡率变化。结果显示:联合处理组测定的FPA和EG比活力均显著低于空白对照组,dsCfEG+曲酸处理组在喂食7 d和5 d后分别对FPA和EG的抑制效果显著高于dsCfEG对照组;喂食7 d后处理组白蚁活力比对照组明显降低,处理组白蚁体重均有不同程度的减少;dsCfEG+壳寡糖联合处理后白蚁的校正死亡率提高,其与曲酸处理的效果之间无显著性差异。研究表明RNAi技术可增强一些酶活抑制物对白蚁纤维素酶活的抑制效果,可为白蚁的安全防控新技术研究提供参考。     

低等白蚁肠道共生微生物的多样性及其功能

低等白蚁肠道里存在着复杂的微生物区系,包括真核微生物鞭毛虫和原核生物,细菌及古细菌。低等白蚁的后肠以特别膨大的囊形胃及其氢氧浓度的明显梯度分布和丰富的微生物区系为特征,是白蚁进行木质纤维素消化的主要器官。后肠内的鞭毛虫能将纤维素水解并发酵为乙酸,二氧化碳和氢,为白蚁提供营养和能源。系统发育研究表明,低等白蚁肠道共生细菌的主要类群为白蚁菌群1、螺旋体、拟杆菌,低G C mol%含量的革兰氏阳性菌和紫细菌等。而古细菌主要为甲烷短杆菌属的产甲烷菌。共生原核生物与二氧化碳的还原和氮的循环等代谢有关。但肠道共生微生物的具体功能和作用机制还有待进一步的揭示。     

利用植物提取物绿色合成纳米银粒子及其对台湾乳白蚁的毒性

【目的】利用多种药用植物水提液绿色合成纳米银粒子，测定分析其对台湾乳白蚁Coptotermes formosanus的毒杀活性和作用机理，探索绿色合成的(silver nanoparticles, AgNPs)在白蚁防治方面的潜力，拓宽AgNPs在农业领域的应用前景。【方法】分别利用药用植物大黄Rheum palmatum根茎、白毛夏枯草Ajuga nipponensis全株、苦参Sophora flavescens根和鱼腥草Houttuy niacordata全株的水提取液绿色合成纳米银粒子，采用紫外 可见分光光度计(UV-vis)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱分析(EDS)和纳米粒度分析仪验证AgNPs的生成并表征其粒子大小、形状和聚集程度等；在实验室条件下测定AgNPs对台湾乳白蚁工蚁的毒杀效果。通过测定800 mg/L AgNPs处理7 d的台湾乳白蚁工蚁体内可溶性蛋白质含量、乙酰胆碱酯酶(AchE)活性和滤纸酶活性(filter paper activity, FPA)水平，来探析AgNPs对白蚁的毒杀作用机理。【结果】4种药用植物水提取液合成的AgNPs颗粒均呈球形，粒径在69~180 nm之间；7 d内AgNPs对台湾乳白蚁工蚁的LC₅₀值分别为150, 340, 342和309 mg/L；800 mg/L AgNPs处理7 d后台湾乳白蚁工蚁的可溶性蛋白质含量以及AchE活性和FPA与对照相比均显著降低。【结论】4种植物提取物合成的AgNPs对台湾乳白蚁工蚁均有较好的毒杀效果，它们可通过降低白蚁体内的可溶性蛋白质含量、AchE活性和FPA来影响其存活，说明绿色合成的AgNPs在防治台湾乳白蚁方面具有较大的潜力。