白蚁肠道共生体的纤维素代谢体系

白蚁是大陆生态系统中木质纤维素降解的生力军,其肠道共生系统纤维素酶对纤维素的消化起到了关键的作用.本文概述了白蚁自身及其肠道共生微生物的纤维素水解系统的特点、相互关系以及相互作用的研究进展.     

白蚁-共生微生物系统降解木质纤维素研究进展

开发利用木质纤维素材料能显著增加地球上可再生资源的储备量.白蚁分布广泛,常见于热带和亚热带地区,它们借助细菌、古细菌、真菌等肠道微生物和原生动物协同降解食物中的木质纤维素,在生态系统的碳、氮循环中发挥着十分重要的作用.本文概括了近年来白蚁肠道微生物研究的进展,特别是近年来已被证明的肠道微生物在木质纤维素降解方面的作用,...     

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。     

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。     

白蚁防治技术

白蚁是破坏性很强的社会性昆虫。文章从白蚁的探测和监测、物理防治、化学防治、生物源物质防治和白蚁信息素的利用技术5个方面综述白蚁防治技术的最新研究进展。同时展望白蚁未来的研究领域。     

象白蚁肠道中一个纤维素降解菌群的分离和特性研究

利用滤纸培养基从象白蚁(Nasutitermes sp.)肠道中分离出一个具有纤维素降解能力,能够降解滤纸的混合菌群。在起始pH 6.5,37℃培养条件下培养6d可得到最高的纤维素酶(CMCase和FPase)活性。在优化条件下,混合菌群的滤纸降解率在第15d达到最大值66.3%,显示出较高的滤纸降解效率。酶谱活性染色分析显示,混合菌群在以滤纸为唯一碳源的生长过程中至少表达了8种内切葡聚糖酶和4种木聚糖酶。扫描电镜观察到该混合菌群包含短杆状和球形两种形态的细菌。基于16SrRNA基因的系统发育分析表明,该混合菌群中至少存在两种细菌,分别属于沙雷氏菌属(Serratia)和类芽胞杆菌属(Paenibacillus)。这两种细菌协同降解纤维素的机制值得进一步深入研究。     

白蚁毒饵诱杀技术研究进展

毒饵技术(baiting technology)是一项古老而又有新意的白蚁防治技术,在白蚁的防治中起了重要作用。近年来毒饵技术的研究与应用取得了突破性进展。文中就国内外白蚁毒饵诱杀药剂及技术的研究与应用进行了综述。     

白蚁诱杀剂及其野外施药技术

2003~2004年在华中农业大学狮子山进行了白蚁诱杀剂野外施药技术研究。结果表明,地面蚁路法和枯枝内藏法对应小区的诱杀剂被食总量均较高,分别为26.78 g和22.84 g;而诱杀坑法、地表暴露法、树干粘贴法对应小区的诱杀剂被食总量均较低,分别为3.62,1.47,4.58 g。施药结束后1个月,地面蚁路法和枯枝内藏法对应小区的树木蚁害率分别比药前的减少了53.57%和43.24%,且地面无新鲜白蚁泥被;而诱杀坑法、地表暴露法、树干粘贴法对应小区的树木蚁害率分别比药前的增加了16.66%、17.65%和2.5%,且地面均布满了新鲜的白蚁泥被。施药结束后7个月,地面蚁路法和枯枝内藏法对应小区的2个黑翅土白蚁Odontotermes formosanus(Shiraki)巢体均死亡;而诱杀坑法、地表暴露法和树干粘贴法对应小区的3个黑翅土白蚁巢体均正常。     

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。     

c-fos-like蛋白在尖唇散白蚁繁殖蚁和工蚁性腺中的表达

为了探讨c-fos原癌基因在白蚁生殖品级和非生殖品级性腺发育中的作用,揭示白蚁不同品级性腺发育的调节机理,本研究运用免疫细胞化学定位方法对尖唇散白蚁Reticulitermes aculabialis繁殖蚁和工蚁精、卵发生过程中的c-fos蛋白表达进行了研究。结果显示：雌性繁殖蚁在末龄若虫期的卵子发生过程中有c-fos-like表达, c-fos-like免疫阳性物质定位于生长期的卵母细胞核和滤泡细胞核中;而繁殖蚁成虫的卵子发生过程中没有c-fos-like免疫阳性反应。雄性繁殖蚁在末龄若虫期时精子发生过程中没有c-fos-like表达, 而发育到成虫期有c-fos-like免疫阳性反应,阳性物质定位于精原细胞的细胞核中。工蚁精、 卵发生过程中均没有c-fos-like的表达。结果提示：c-fos在调节繁殖蚁精子和卵子发生方面有重要作用,c-fos可能通过调节精原细胞增殖参与精子的发生;在卵巢中可以直接作用于生长期的卵母细胞和滤泡细胞来调节卵子的发生。在工蚁性腺中c-fos表达缺失可能导致卵母细胞和滤泡细胞无法正常发育,精原细胞停止增殖而使精子发生处于相对抑制状态。工蚁性腺退化不育可能与c-fos没有正常表达有关。     

白蚁的生态防治方法与技术

国内预防建筑物白蚁害多采用剧毒化学药剂 ,对生态环境造成了不可低估的污染 ,为少用或不用剧毒化学药剂预防建筑物白蚁害 ,国内外许多学者都在研究和探讨生态屏障防白蚁害的课题。作者从 1 966～ 2 0 0 0年断断续续地做了这方面的研究试验 ,并取得较满意的结果。     

Metabolomic profiling of 13C-labelled cellulose digestion in a lower termite: insights into gut symbiont function

Termites consume an estimated 3–7 billion tonnes of lignocellulose annually, a role in nature which is unique for a single order of invertebrates. Their food is digested with the help of microbial symbionts, a relationship that has been recognized for 200 years and actively researched for at least a century. Although DNA- and RNA-based approaches have greatly refined the details of the process and the identities of the participants, the allocation of roles in space and time remains unclear. To resolve this issue, a pioneer study is reported using metabolomics to chart the in situ catabolism of ¹³C-cellulose fed to the dampwood species Hodotermopsis sjostedti. The results confirm that the secretion of endogenous cellulases by the host may be significant to the digestive process and indicate that a major contribution by hindgut bacteria is phosphorolysis of cellodextrins or cellobiose. This study provides evidence that essential amino acid acquisition by termites occurs following the lysis of microbial tissue obtained via proctodaeal trophallaxis.     

厦门地区农林作物白蚁的发生及防治

对厦门地区农林作物的白蚁为害情况进行调查,将采集的白蚁标本作了鉴定和整理,得出厦门地区农林作物白蚁名录;并通过林地防治试验,选定了3种效果较好的防治方法。     

Isolation and characterization of thermophilic,alkaliphilic, cellulose‐degrading bacillus thermoalcaliphilus sp. nov. from termite (odontotermes obesus) mound soil of a semiarid area

A new heterotrophic, thermophilic, alkaliphilic, facultatively anaerobic, cellulose‐degrading bacterium strain STS1 was isolated from mound soils infested with the higher termite Odontotermes obesus in the semiarid ecosystem of Delhi (India). The gram‐positive, spore‐forming, catalase‐positive Bacillus sp. grew on natural and raw celluloses. The taxonomic position of the organism was investigated. The guanine plus cytosine content of the isolate was found to be 48.6 mol% (melting temperature profile). Addition of peptone or yeast extract stimulated growth. The isolate did not grow on silica gel plates or on agar media in which the agar was the sole source of carbon and energy. The high growth temperature of 70°C and the pH of 9.0 are characteristic of this species. The role of this bacterium in the semiarid ecosystem is discussed. Because of its high optimum temperature and high optimum pH for growth, the name Bacillus thermoalcaliphilus is proposed.     

非洲白蚁及其管理现状

非洲是一个非常古老且相对孤立的大陆,其气候非常适合白蚁生存。因此,非洲不仅白蚁种类丰富,还保存了较多特有的白蚁类群。其中一些有害的白蚁种类对房屋建筑、农作物、森林、草原牧场都有不同程度的破坏,造成极大的经济损失。随着“一带一路”建设的推进,中国与非洲国家间的经贸合作不断深化,非洲白蚁入侵我国的风险也日渐加剧,中非白蚁防治的合作交流也成为必然。本文概述了非洲地区的白蚁种类、分布、危害、防治技术和药械等现状,以及各国相关的管理法规,旨在助力“一带一路”建设,促进我国与非洲国家开展白蚁防治交流合作活动,为防止有害白蚁入侵、维护国家生物安全提供依据。     

桉树幼林白蚁的药剂防治试验

应用48％毒死蜱、3％灭蚁灵诱饵剂、70％氯丹与5％杀虫双颗粒剂等4种药剂防治桉树幼林白蚁,试验结果表明该4种药剂后早期对白蚁均有较好的防效,但在药后90d发现灭蚁不彻底,仍有较多的桉树受害,不适宜单独使用。以48％毒死蜱和3％灭蚁灵诱饵剂混配使用,能有效控制蚁害,且由于此法简便、经济、易行、故在生产上可大量推广应用。     

合肥环城公园林木白蚁的危害及防治

调查了合肥环城公园内 2 7种树木 ,其中 1 1种树木受到白蚁的侵害 ,占调查树种的 40 75 % ;树木侵害数为 82株 ,占总调查株数的 4 0 2 %。台湾乳白蚁CoptotermesformosanusShirak是危害林木的主要种类 ,在受害的 82株树木中 ,有 80株 (占受害株数的 97 5 6% )是受到台湾乳白蚁的危害 ,占调查株数的3 92 %。刺槐、榆树和构树受其危害最为严重。通过针对性防治 ,白蚁的发生情况明显减少