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。     

一株新型苯胺蓝降解菌MP-13的代谢特征

[背景]三苯甲烷类染料的广泛使用对我国生态环境构成了极大危害,亟待开发一种经济、高效和环境友好型的染料废水处理技术。目前,利用微生物处理染料废水被认为是一种环境友好型的方法。[目的]通过解析菌株MP-13对苯胺蓝的降解特性,为该菌株在染料废水治理中的应用提供核心理论与技术依据。[方法]从食木白蚁肠道中筛选一株苯胺蓝脱色菌,对其进行16S rRNA基因序列分析鉴定,确定其基本生物学特征,然后通过FTIR、GC/MS等分析手段解析该菌对苯胺蓝的降解特征。[结果]菌株MP-13经鉴定为土白蚁特拉布尔希氏菌(Trabulsiella odontotermitis),该菌对苯胺蓝降解的最适温度、pH和转速分别为35℃、8.0和180 r/min,苯胺蓝浓度为200 mg/L时最大脱色率可达97.3%,且对苯胺蓝的耐受浓度可达1 500 mg/L。此外,FTIR和GC/MS的结果表明苯胺蓝被降解为小分子芳香族化合物。[结论]Trabulsiella odontotemitis MP-13对苯胺蓝有较强降解能力和较高耐受性,可作为染料废水生物修复的潜在菌株资源。     

近暗散白蚁β-葡糖苷酶基因RpBg7的克隆及其在毕赤酵母中的表达

【目的】白蚁是自然界中利用木质纤维素能力很强的生物,是纤维素酶的天然资源库。本研究旨在挖掘新来源的纤维素酶基因,为生物质能源的高效利用提供新的天然酶。【方法】根据前期蛋白质组测序的结果,利用PCR结合RACE克隆了近暗散白蚁Reticulitermes perilucifugusβ-葡糖苷酶7(β-glucosidase 7)基因RpBg7 c DNA全长序列;通过生物信息学软件分析了RpBg7的序列;用表达载体pPICZαA在毕赤酵母Pichia pastoris X-33中表达Rp Bg7蛋白,并用4-硝基苯基-β-d-吡喃葡萄糖苷(4-nitrophenylβ-d-glucopyranoside,4pNPG)为底物检测了表达的RpBg7蛋白的酶活性。【结果】获得了近暗散白蚁的一个内源性β-葡糖苷酶7基因RpBg7(GenBank登录号:MN944395),其开放阅读框长1 485 bp,编码495个氨基酸残基。RpBg7蛋白预测分子量为57 kD,属于糖苷水解酶1(glycoside hydrolase 1,GH1)家族,具有保守的碱性氨基酸残基Glu187和Glu394。通过毕...     

黑翅土白蚁肠道放线菌菌株BYC-18及其抗菌代谢产物的分离鉴定

【目的】测定黑翅土白蚁肠道放线菌发酵产物的抗菌活性,并对其抗菌活性成分进行分析,以发现新颖的抗菌先导化合物。【方法】采用涂布平板法对黑翅土白蚁肠道放线菌进行分离;通过牛津杯法测试菌株发酵液提取物对4种致病菌(金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus、大肠杆菌Escherichia coli、枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis和白色念珠菌Candida albicans)的抗菌活性,筛选出活性菌株BYC-18;通过形态学特征和16S rRNA序列分析确定BYC-18的分类学地位;采用滤纸片法测定BYC-18发酵液在不同极性溶剂萃取物的抗菌活性;运用多种色谱方法从乙酸乙酯粗提物中分离纯化抗菌活性化合物,利用质谱和核磁共振谱鉴定其化学结构;采用滤纸片法和最低抑制浓度法测定分离的化合物的抗菌活性。【结果】BYC-18被鉴定为链霉菌属Streptomyces sp.菌株,该菌发酵液对4种致病菌均有抗菌活性且其乙酸乙酯萃取物对金黄色葡萄球菌的抑制作用明显,抑菌圈直径达11.1 mm。从乙酸乙酯萃取物中分离得到1个单体化合物BYC-18-1,经鉴定为β-玉红霉素(β-ru...     

杀白蚁药剂的筛选方法

长期以来,国内外用氯丹、灭蚁灵等有机氯农药预防和防治白蚁。由于对环境和人类健康的严重危害性,一些发达国家已前后禁止使用有机氯农药。如美国分别于1976年和1987年开始禁止使用灭蚁灵和氯丹、七氯等有机氯农药。我国也正在逐步缩小有机氯农药的使用范围。从现有新杀虫剂中筛选出取代有机氯农药的杀白蚁药剂,成为广大白蚁防治研究者的一项迫切任务。近年来国外有许多有关这方面的研究报道。本文介绍国外有关筛选杀白蚁药剂的室内和野外试验方法,供国内广大白蚁研究者和防治工作者参考。1室内试验1．1接触毒性测定1．1．1点滴法：Su…     

白蚁排泄甲烷的生态环境效应

白蚁是食木昆虫,群体大,个体数量多,分布面广,是一种危害性很大的昆虫。其食料多为含纤维素的物品,如房屋建筑、公路桥梁、农水设施、木材、农林作物,甚至布匹、纸张等均可遭到蛀蚀,已引起人们广泛重视。白蚁排泄甲烷对生态环境的影响,也逐渐引起各国科学家的关注。     

探地雷达探测堤坝白蚁巢研究

消除堤坝白蚁隐患的关键是找出白蚁的主巢穴。我们通过试验,证明应用探地雷达技术能够准确地确定出蚁巢在地下的空间位置,并掌握了蚁巢的影像特征和蚁巢规模大小的计算方法。这种方法具有很高的工作效率和几何分辨率,且以直观的图像实时显示,有较高的推广价值和发展前景。     

大家白蚁的分布及其检疫的重要性

近几年,我国口岸动植物检疫部门从选境植物检疫中截获并已定名的有害白蚁计10种,其中大家白蚁是《中华人民共和国进境植物检疫危险性病、虫、杂草名录》中二类危险性害虫。该种家白蚁分市广,适应性强,比其它种类白蚁危害更严重,我国至今没有发现这种家白蚁的自然分布,然而它已多次入侵我国11处地域,其中多数是它的适生地域,对我国、特别是南方的经济建设构成潜在的威胁。本文也对该种白蚁的植物检疫预防措施提出了相应要求。     

七种白蚁消化道解剖形态的比较研究

本文对采自浙江省的7种白蚁（东方原白蚁、黄肢散白蚁、黑胸散白蚁、肖若散白蚁、家白蚁、杨之江近歪白蚁和和大鼻象白蚁）的消化道形态进行了解剖比较研究。并初步探讨了白蚁消化道形态在白蚁系统发育和进化中的意义。