培菌白蚁论文-梁世优,王成盼,殷学杰,李鸿杰,莫建初

培菌白蚁论文-梁世优,王成盼,殷学杰,李鸿杰,莫建初

导读:本文包含了培菌白蚁论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:培菌白蚁,菌圃,微生物,木质纤维素

培菌白蚁论文文献综述

梁世优,王成盼,殷学杰,李鸿杰,莫建初[1](2019)在《培菌白蚁菌圃微生物降解木质纤维素的研究进展》一文中研究指出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。(本文来源于《昆虫学报》期刊2019年11期)

石小玉[2](2015)在《黄翅大白蚁后肠细菌来源木聚糖酶的纯化与基因克隆以及培菌白蚁菌圃微生物多样性研究》一文中研究指出白蚁在自然生态系统中是生物质转化的重要群体,在未对木材进行物理和化学的特殊处理情况下,白蚁可以将木质纤维素转化为自身生存所需要的营养和能量,是相对温和且高效的一个转化系统。白蚁对于木质纤维素的高效降解与其共生微生物和环境是息息相关的,根据白蚁后肠共生原生动物的有无,可以分为低等白蚁(有共生原生动物)和高等白蚁(无共生原生动物)两大类群。目前认为低等白蚁是通过内源纤维素酶(白蚁自身分泌)和外源纤维素酶(共生微生物分泌)的双重纤维素降解机制完成降解过程,而占白蚁总种类的75%的高等白蚁的降解机制则复杂的多。培菌白蚁(Fungus-growing termites)属于高等白蚁科(Termitidae)、大白蚁亚科(Macrotermitinae),因与鸡枞菌属(Termitomyces)真菌共生而得名。这类白蚁主要分布于亚洲和非洲的热带及亚热带地区。因为能够特异性在白蚁巢内培养担子菌科的蚁巢伞菌属的真菌并以其为食,因此就构成了白蚁自身、体外真菌和肠道微生物的木质纤维素降解的共生体系。而这种降解模式也是现在对于高等培菌白蚁木质纤维素降解机制研究的一个热点所在。为了了解高等培菌白蚁肠道微生物和白蚁共生菌圃在木质纤维素降解过程的作用,本文以培菌白蚁为研究对象,做了以下研究:首先对于黄翅大白蚁后肠来源类芽孢杆菌-Mb1产生的木聚糖酶进行了蛋白质纯化,通过硫酸铵沉淀,阴离子交换柱,疏水作用柱,分子筛纯化,最终得到了条带单一的蛋白,命名为XylMb1, XylMb1是一种木聚糖内切酶,分子量为20 kDa,是目前报道的分子量较小的木聚糖酶,证明了高等培菌白蚁后肠微生物对于木质纤维素的降解潜力,同时我们成功的得到了木聚糖酶基因XylMbl.其次利用16 S rRNA的高通量测序对黑翅土白蚁不同形成时间的菌圃微生物的多样性进行分析:首先,菌圃微生物种类比较少,其中优势菌群为拟杆菌门、厚壁菌门和变形菌门,拟杆菌门细菌所占比例远大于黑翅土白蚁肠道中该菌所占比例,拟杆菌门的细菌可能会起到为宿主提供丰富氮源的作用,还发现了黑翅土白蚁肠道未检测到的螺旋菌门的细菌;其次,理研菌科和紫单胞菌科这两类菌在黄翅大白蚁后肠中为优势菌群,其中所占细菌比例比较接近于形成时间短的Fungus Comb 2中二者的比例;最后,形成时间较长的菌圃具有相对较多的拟杆菌科、毛螺旋菌科、红螺菌科和α-变形杆菌科的细菌,而形成时间较短的的菌圃细菌种类较多,除了含量为36.32%的理研菌科的细菌,还具有了一些无胆甾原体科、暖绳菌科、硝化螺菌属、红螺菌科的细菌;同时这两种菌圃中共生真菌-鸡枞菌的大量存在证明了该真菌是培菌白蚁生存必不可少的一部分,不论是作为食材还是在木质素、糖类的降解方面。对于黑翅土白蚁菌圃微生物多样性的分析充实了我们对于白蚁生活环境的认识。总之,本论文以培菌白蚁为研究对象,纯化和分析了黄翅大白蚁后肠来源-类芽孢杆菌Mbl产生的木聚糖酶的性质,并得到了木聚糖酶基因XylMb1;同时通过16S rRNA的高通量测序对黑翅土白蚁不同形成时间的菌圃微生物的多样性进行分析,丰富了我们对于白蚁生活环境的认识。(本文来源于《山东大学》期刊2015-05-13)

龙雁华[3](2009)在《高等培菌白蚁高效利用木质纤维素的机理研究》一文中研究指出培菌白蚁属于高等白蚁白蚁科(Termitidae)、大白蚁亚科(Macrotermitinae),因与Termitomyces属真菌共生而得名。由于在热带干旱地区可消耗90%以上的干木、在多雨的热带草原地区能矿化20%的初级产物而引起研究学者们的广泛研究兴趣。在初步了解高等白蚁与其培养真菌的共生关系后,本研究利用分子生物学技术调查了共生系统中白蚁肠道及菌圃共生生物的多样性,通过cDNA文库的构建从共生真菌中筛选与木质纤维素降解相关的基因。主要研究内容如下:在安徽省、湖南省、江苏省、云南省等地广泛采集白蚁标本,建立了白蚁的形态鉴定和分子鉴定平台,利用ISSR分子标记调查了在上述地区广泛分布的高等、低等白蚁种群的遗传多样性及其与系统发育的关系。得到如下结果:①候选的24个ISSR引物中筛选出10个能得到清晰条带、重复性好、多态性高的引物,在14个白蚁群体中共扩增出145条带,平均每个引物扩增出14.5条带,多态性条带有144条,占总条带的99.31%,可见平均等位基因数(n_a)为1.9931±0.0830,平均有效等位基因数(n_e)为1.5661±0.3043,Nei's基因多样性指数(h)和Shannon's信息指数(Ⅰ)在分别为0.3355±0.1363和0.5065±0.1645,表明所有供试种群具有较高的遗传多样性;而叁个不同种类种群多样性受地理条件影响较大,地理上的分隔很可能阻碍了种群内的基因交流;②一个种群内不同品级问的ISSR-PCR扩增格局是相同的,并且在一个品级内不同个体间的扩增也是稳定的,从而确定在缺失兵蚁的情况下也可以利用工蚁进行分子鉴定和种群多样性的调查;③利用PAUP软件分别对所有种群的COⅡ序列及ISSR-PCR电泳条带生成的0/1矩阵构建系统发育树,结果表明,两个系统发育树的拓扑结构相似,且都较好地与形态分类结果相吻合,显示了物种遗传多样性与其进化是保持一致的,同时也显示了ISSR分子标记是一个进行系统发育分析的有力工具。对广泛采集得到的白蚁种群进行高通量酶活测定,通过比较不同地区采集的17个种群、5种高等白蚁的4种纤维素酶酶活后,选择在西双版纳地区广泛分布的云南土白蚁(Odontotermes yunnanensis)及其共生Termitomyces属真菌作为研究对象。为探讨共生系统原核生物所发挥的作用,分别构建白蚁肠道细菌16s rDNA全长序列克隆文库和菌圃细菌16s rDNA全长序列克隆文库进行微生物区系的调查。其中,白蚁肠道细菌16s rDNA文库分析显示,623条可用序列被分成187个系统发育型,其中丰度最高的是厚壁菌门(Firmicutes)(占38%),94.4%的系统发育型比对上梭菌纲(Clostridia)、梭菌目(Clostridiales)的纯培养或未培微生物;其次分别是拟杆菌门(Bacteroidetes)(占26.7%)、变形菌门(Proteobacteria)(占11.8%)、螺旋体门(Spirochaetes)(占8%),拟杆菌目(Bacteroidales)、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)、密螺旋体属(Treponema)分别是它们相应的优势群体;而浮霉菌门(Planctomycetes)、放线菌门(Actinobacteria)、TM7门、脱铁杆菌门(Deferribacteres)、绿菌门(Chlorobi)及TG1门的丰度则较低。而菌圃细菌文库分析表明,菌圃上细菌菌群的多样性明显低于肠道菌群,但厚壁菌门、变形菌门及拟杆菌门仍为主要组成。在成功分离得到菌圃上的共生真菌Termitomyces sp.菌株后,对其展开了一系列基础研究。得到以下结论:①生长于菌圃上的野生菌大部分情况下成小白球状,经显微镜观察可见由无数产孢结构和长椭圆形分生孢子构成,并判断分生孢子是由庞大的球状胞原生质体浓缩而分隔开形成的;②纯化菌株的ITS区序列(GenBANK号:FJ769410)与野生菌株的ITS区序列(GenBANK号FJ769409)基本一致,表明两者为同一菌株,同时在分类地位上都与Termitomyces sp.Group 8(AB073529)较近,但由于缺乏野外形成的子实体形状等分类信息,只能将该菌株鉴定为Termitomyces sp.;③菌圃及白蚁肠道真菌多样性的分析表明,在野外良好的共生状态下,菌圃上只生长一种Termitomyces属真菌,未见其他真菌生存,且白蚁肠道真菌与其为同一种,表明该共生真菌为白蚁食物组成的一部分。考虑到在共生状态下,共生真菌极可能在木质纤维素降解过程中发挥着重要作用,本研究首次利用直接在野外菌圃上采集的野生菌为材料,通过SMART~(TM) cDNA文库构建试剂盒构建了一个全长cDNA文库。所构建的文库经检测,文库滴度为7×10~6Pfu/μl,库容量为3.5×10~6Pfu,文库重组率达97%,平均插入片段长度约为1.33 Kb,文库质量合格。在此基础上,建立了引物PCR筛选目的基因的技术平台,经过两轮PCR筛选成功获得一个含木聚糖酶基因的阳性克隆,记为Xyl_C5。该目的基因序列在3'端存在明显的polyA结构,可编码226个氨基酸,预测分子量大小约为24 KDa,在43位氨基酸至223位氨基酸处为GHF11的功能域,并且129氨基酸和220氨基酸两个位点为活性位点,均为谷氨酸,NCBI比对后多数与曲霉属Aspergillus真菌木聚糖酶基因的序列一致性在58%-60%,可判定这是首个来自Termitomyces属真菌的木聚糖酶基因。最后,构建了一个pET22b_XylC5重组质粒、转化感受态大肠杆菌BL21进行诱导表达,经SDS-PAGE分析表明,目的蛋白表达出两条大小分别约为17 KDa、15 KDa的条带,且为不可溶性蛋白。该结果与预测的蛋白大小存在差距,可能是由于原核表达体系不适合表达真核来源基因或表达过程的各种折迭、修饰等步骤的原因导致的。(本文来源于《安徽农业大学》期刊2009-06-01)

培菌白蚁论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

白蚁在自然生态系统中是生物质转化的重要群体,在未对木材进行物理和化学的特殊处理情况下,白蚁可以将木质纤维素转化为自身生存所需要的营养和能量,是相对温和且高效的一个转化系统。白蚁对于木质纤维素的高效降解与其共生微生物和环境是息息相关的,根据白蚁后肠共生原生动物的有无,可以分为低等白蚁(有共生原生动物)和高等白蚁(无共生原生动物)两大类群。目前认为低等白蚁是通过内源纤维素酶(白蚁自身分泌)和外源纤维素酶(共生微生物分泌)的双重纤维素降解机制完成降解过程,而占白蚁总种类的75%的高等白蚁的降解机制则复杂的多。培菌白蚁(Fungus-growing termites)属于高等白蚁科(Termitidae)、大白蚁亚科(Macrotermitinae),因与鸡枞菌属(Termitomyces)真菌共生而得名。这类白蚁主要分布于亚洲和非洲的热带及亚热带地区。因为能够特异性在白蚁巢内培养担子菌科的蚁巢伞菌属的真菌并以其为食,因此就构成了白蚁自身、体外真菌和肠道微生物的木质纤维素降解的共生体系。而这种降解模式也是现在对于高等培菌白蚁木质纤维素降解机制研究的一个热点所在。为了了解高等培菌白蚁肠道微生物和白蚁共生菌圃在木质纤维素降解过程的作用,本文以培菌白蚁为研究对象,做了以下研究:首先对于黄翅大白蚁后肠来源类芽孢杆菌-Mb1产生的木聚糖酶进行了蛋白质纯化,通过硫酸铵沉淀,阴离子交换柱,疏水作用柱,分子筛纯化,最终得到了条带单一的蛋白,命名为XylMb1, XylMb1是一种木聚糖内切酶,分子量为20 kDa,是目前报道的分子量较小的木聚糖酶,证明了高等培菌白蚁后肠微生物对于木质纤维素的降解潜力,同时我们成功的得到了木聚糖酶基因XylMbl.其次利用16 S rRNA的高通量测序对黑翅土白蚁不同形成时间的菌圃微生物的多样性进行分析:首先,菌圃微生物种类比较少,其中优势菌群为拟杆菌门、厚壁菌门和变形菌门,拟杆菌门细菌所占比例远大于黑翅土白蚁肠道中该菌所占比例,拟杆菌门的细菌可能会起到为宿主提供丰富氮源的作用,还发现了黑翅土白蚁肠道未检测到的螺旋菌门的细菌;其次,理研菌科和紫单胞菌科这两类菌在黄翅大白蚁后肠中为优势菌群,其中所占细菌比例比较接近于形成时间短的Fungus Comb 2中二者的比例;最后,形成时间较长的菌圃具有相对较多的拟杆菌科、毛螺旋菌科、红螺菌科和α-变形杆菌科的细菌,而形成时间较短的的菌圃细菌种类较多,除了含量为36.32%的理研菌科的细菌,还具有了一些无胆甾原体科、暖绳菌科、硝化螺菌属、红螺菌科的细菌;同时这两种菌圃中共生真菌-鸡枞菌的大量存在证明了该真菌是培菌白蚁生存必不可少的一部分,不论是作为食材还是在木质素、糖类的降解方面。对于黑翅土白蚁菌圃微生物多样性的分析充实了我们对于白蚁生活环境的认识。总之,本论文以培菌白蚁为研究对象,纯化和分析了黄翅大白蚁后肠来源-类芽孢杆菌Mbl产生的木聚糖酶的性质,并得到了木聚糖酶基因XylMb1;同时通过16S rRNA的高通量测序对黑翅土白蚁不同形成时间的菌圃微生物的多样性进行分析,丰富了我们对于白蚁生活环境的认识。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

培菌白蚁论文参考文献

[1].梁世优,王成盼,殷学杰,李鸿杰,莫建初.培菌白蚁菌圃微生物降解木质纤维素的研究进展[J].昆虫学报.2019

[2].石小玉.黄翅大白蚁后肠细菌来源木聚糖酶的纯化与基因克隆以及培菌白蚁菌圃微生物多样性研究[D].山东大学.2015

[3].龙雁华.高等培菌白蚁高效利用木质纤维素的机理研究[D].安徽农业大学.2009

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