黑胸散白蟻腸道內(nèi)可培養(yǎng)的好氧與兼性厭氧共生細(xì)菌的多樣性研究及共生鞭毛蟲的系統(tǒng)發(fā)育分析.pdf

1、木食性白蟻是一類能高效降解木質(zhì)纖維素的昆蟲,其對(duì)木質(zhì)纖維素等植物源食物的消化與腸道共生微生物密切相關(guān)。據(jù)研究共生微生物在白蟻食物消化和纖維素降解方面起著重要的作用,但迄今為止,人們對(duì)共生微生物在腸道內(nèi)的代謝生理與作用機(jī)制卻知之甚少。據(jù)報(bào)道白蟻腸道微生物的數(shù)量在109～1011細(xì)胞之間,而且種類十分豐富,推測(cè)它們?cè)谀举|(zhì)纖維素的消化,利用代謝物產(chǎn)能,生物固氮和尿酸循環(huán)等方面可能起著重要的作用。本實(shí)驗(yàn)以在我國(guó)長(zhǎng)江流域廣泛分布的木食性白蟻,黑胸

2、散白蟻(Reticulitermes chinensis Snyder)為對(duì)象,研究了該白蟻腸道共生鞭毛蟲的多樣性,并通過(guò)對(duì)其腸道中可培養(yǎng)的好氧與兼性厭氧細(xì)菌的分離、純化和鑒定,腸道內(nèi)這部分共生菌的種群結(jié)構(gòu)和分布狀況進(jìn)行了初步分析,探討了細(xì)菌在共生環(huán)境中可能起到的作用和對(duì)微環(huán)境產(chǎn)生的影響,并對(duì)其中一株細(xì)菌進(jìn)行了比較詳細(xì)的分類鑒定和研究。研究黑胸散白蟻腸道中可培養(yǎng)共生微生物的多樣性,有助于了解這些微生物在復(fù)雜的代謝過(guò)程中的作用,發(fā)現(xiàn)和利用

3、新的微生物資源,為闡明共生微生物與木食性白蟻之間的共生機(jī)制,和以木質(zhì)纖維素為基礎(chǔ)的生物質(zhì)能源的開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)。本論文的研究主要取得了以下幾個(gè)方面的進(jìn)展:
　　 采用傳統(tǒng)的平板菌落計(jì)數(shù)法,結(jié)合以16S rDNA序列為基礎(chǔ)的系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析技術(shù),研究了黑胸散白蟻腸道中好氧和兼性厭氧細(xì)菌的數(shù)量和種群結(jié)構(gòu)。采用三種培養(yǎng)基從黑胸散白蟻腸道中總共分離到104株好氧和兼性厭氧菌。104株細(xì)菌根據(jù)擴(kuò)增片段限制性酶切圖譜分析主要分為55種ARD

4、RA型。這55種類型的代表性菌株16S rRNA基因序列經(jīng)與Genbank數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)分析,屬于20個(gè)屬。其中30.7％的細(xì)菌種類為芽孢桿菌屬細(xì)菌,占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),其次是乳球菌屬細(xì)菌,占20.2%,腸桿菌屬細(xì)菌在三種培養(yǎng)基中均有發(fā)現(xiàn),是分布最廣泛的一類細(xì)菌。
　　 將分離菌株的16S rRNA基因序列的和Genbank數(shù)據(jù)庫(kù)中已知菌株序列進(jìn)行相似性比對(duì),表明有6株菌的基因序列與已知細(xì)菌的相似性低于97%,可能是一些新屬種的細(xì)菌。本論文

5、對(duì)其中一株細(xì)菌TM-1T進(jìn)行了詳細(xì)的分類學(xué)研究,該株細(xì)菌的16S rRNA基因序列與異常球菌屬細(xì)菌Deinococcus gobiensis DSM21396T的相似性最高為94%。系統(tǒng)發(fā)育分析表明TM-1T在系統(tǒng)進(jìn)化樹上與Deinococcus屬其他種聚在一支,16S rRNA基因序列同源性約在87-94%之間。一些生理生化指標(biāo)及細(xì)胞壁肽聚糖成分上也有明顯差異,因此將TM-1T鑒定為Deinococcus屬新種。
　　 采用實(shí)

6、時(shí)熒光定量PCR技術(shù)還對(duì)分離細(xì)菌中的一株乳球菌屬細(xì)菌Lactococcus sp.TSB-13以及腸道中的總細(xì)菌數(shù)進(jìn)行了定量。以菌株Lactococcus sp.TSB-13的16S rDNA片段的特異性引物和總細(xì)菌的16S rDNA片段引物,結(jié)合實(shí)時(shí)熒光定量技術(shù),確定在黑胸散白蟻腸道中細(xì)菌的數(shù)量約為2.06×105個(gè)/條,而乳球菌屬Lactococcus sp.TSB-13在黑胸散白蟻腸道中的個(gè)數(shù)為110個(gè)/條,該菌株占整個(gè)菌群總量的

7、0.05%。
　　 本研究還利用分子系統(tǒng)學(xué)方法結(jié)合熒光原位雜交技術(shù),首次對(duì)黑胸散白蟻腸道內(nèi)共生的鞭毛蟲進(jìn)行了報(bào)道。發(fā)現(xiàn)與黑胸散白蟻共生的銳滴蟲目鞭毛蟲主要有3種,分別是Pyrsonymphagrandis、Dinenympha exilis和D.parva,副基體綱的鞭毛蟲有4種,主要屬于Spirotriehonymphade、Triehonymphidae和Triehomonadidae三大類。雖然依據(jù)光學(xué)顯微鏡下的觀察,并不