白蟻?zhàn)鳛橐环N完全社會(huì)性昆蟲,其巢群內(nèi)不同品級(jí)個(gè)體通過分工協(xié)作成為自然界中降解木質(zhì)纖維素最為高效的生物。而培菌白蟻能夠?qū)Ｒ恍耘嘀搀w外共生真菌蟻巢傘,憑借白蟻-真菌-細(xì)菌所形成的共生系統(tǒng),成為熱帶地區(qū)植物殘?bào)w的主要降解者。本文以黑翅土白蟻共生系統(tǒng)為研究對(duì)象,在比較黑翅土白蟻對(duì)不同植物材料的取食偏好性和菌圃成分對(duì)蟻巢傘生長(zhǎng)的影響的基礎(chǔ)之上,探索黑翅土白蟻共生蟻巢傘對(duì)木質(zhì)纖維素的降解能力,以及植物材料對(duì)其構(gòu)建菌圃的影響。主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)利用10種單一植物材料(堆積1個(gè)月橡樹葉、堆積2個(gè)月橡樹葉、堆積3個(gè)月橡樹葉、榆樹木屑、馬尾松木屑、楊樹木屑、橡樹木屑、桑樹木屑、洋槐木屑、泡桐木屑)作為餌料,比較黑翅土白蟻對(duì)其取食情況。結(jié)果表明,黑翅土白蟻對(duì)各單一餌料的開始取食時(shí)間并無顯著差異,但對(duì)榆樹木屑的取食量和取食率顯著高于其他餌料,對(duì)各單一餌料取食偏好性由高到低依次為榆樹木屑、堆積3個(gè)月橡樹葉、堆積2個(gè)月橡樹葉、堆積1個(gè)月橡樹葉、桑樹木屑、洋槐木屑、橡樹木屑,而幾乎不取食泡桐木屑、馬尾松木屑和楊樹木屑。在單一餌料試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,利用取食偏好性最高的榆樹木屑和橡樹葉以不同質(zhì)量比進(jìn)行混配作為餌料,結(jié)果表明,黑翅土白蟻對(duì)各餌料取食偏好并無顯著差異,且對(duì)單一榆樹木屑的偏好性略高于混合餌料。(2)利用去離子水和正戊烷浸提黑翅土白蟻菌圃不同成分,并作為添加劑加入改良馬丁培養(yǎng)基中,比較不同成分對(duì)蟻巢傘生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明,在改良馬丁培養(yǎng)基中添加不同成分后,并不能促進(jìn)蟻巢傘生長(zhǎng)面積的增加,甚至部分出現(xiàn)抑制效果;但在部分處理中,蟻巢傘生物量顯著增加。此外,本研究也以等量干燥菌圃粉末替代改良馬丁培養(yǎng)基中不同成分,測(cè)量不同培養(yǎng)基上蟻巢傘生長(zhǎng)面積和生物量。結(jié)果表明,各處理蟻巢傘生長(zhǎng)面積并無顯著差異,但以菌圃替代葡萄糖時(shí),蟻巢傘生物量極顯著高于對(duì)照組;以菌圃替代蛋白胨或MgSO4 · 7H20時(shí),蟻巢傘生物量也顯著高于對(duì)照組。(3)利用不同狀態(tài)蟻巢傘(黑翅土白蟻菌圃、固體培養(yǎng)蟻巢傘、液體培養(yǎng)蟻巢傘)作為木質(zhì)纖維素降解菌,分別接種到未經(jīng)預(yù)處理和經(jīng)密褐褶孔菌預(yù)處理的植物材料中,測(cè)量其對(duì)木質(zhì)纖維素的降解效果。結(jié)果表明,3種狀態(tài)蟻巢傘對(duì)未經(jīng)預(yù)處理和經(jīng)密褐褶孔菌預(yù)處理材料木質(zhì)纖維素均有一定的降解能力,且對(duì)經(jīng)預(yù)處理材料木質(zhì)纖維素降解能力強(qiáng)于未經(jīng)預(yù)處理材料。對(duì)纖維素和半纖維素的降解能力均為菌圃固體培養(yǎng)蟻巢傘液體培養(yǎng)蟻巢傘,對(duì)木質(zhì)素的降解能力均為固體培養(yǎng)蟻巢傘菌圃液體培養(yǎng)蟻巢傘。(4)利用3種農(nóng)業(yè)廢棄物(水稻秸稈、玉米秸稈、牛糞)和3種林業(yè)廢棄物(榆樹木屑、杉樹木屑、桑樹木屑)經(jīng)過不同的預(yù)處理后,作為食物供黑翅土白蟻取食,比較其新建菌圃pH、水分含量、粗蛋白含量、半纖維素含量、纖維素含量、木質(zhì)素含量和灰分含量。結(jié)果表明,黑翅土白蟻對(duì)不同種類食物的取食存在差異,且取食部分食物后并不能建成新的菌圃。整體而言,取食農(nóng)業(yè)廢棄物新建菌圃的pH值、半纖維素、灰分含量明顯高于取食林業(yè)廢棄物新建菌圃,但取食農(nóng)業(yè)廢棄物新建菌圃木質(zhì)素含量明顯低于取食林業(yè)廢棄物新建菌圃。(5)利用高通量測(cè)序比較黑翅土白蟻取食不同食物(橡樹枝、橡樹葉、混合食物)后,新建各層菌圃細(xì)菌多樣性差異。結(jié)果表明,取食不同食物新建菌圃細(xì)菌豐富度均為中層最高,上層和下層較低;而細(xì)菌多樣性則因食物種類而存在差異,但上層菌圃和中層菌圃均高于下層菌圃。并且,在菌圃成熟的過程中,菌圃優(yōu)勢(shì)細(xì)菌由擬桿菌門逐漸變?yōu)樽冃尉T,螺旋菌門和互養(yǎng)菌門細(xì)菌則隨著菌圃的成熟而消失。此外,螺旋菌門細(xì)菌在黑翅土白蟻腸道中并不存在,而本研究在菌圃中檢測(cè)到了具有固氮和降解木質(zhì)材料能力的密螺旋體屬細(xì)菌。同時(shí)也檢測(cè)到了具有解毒作用的伯克氏菌屬和蒼白桿菌屬細(xì)菌,可能具有木質(zhì)纖維素降解能力的厚壁菌門和擬桿菌門營(yíng)發(fā)酵單胞菌屬細(xì)菌,以及能夠產(chǎn)酸的乳球菌屬細(xì)菌等。綜上所述,本研究篩選出了黑翅土白蟻偏好取食的植物材料,發(fā)現(xiàn)了黑翅土白蟻菌圃對(duì)蟻巢傘生物量生長(zhǎng)的促進(jìn)作用,驗(yàn)證了蟻巢傘對(duì)木質(zhì)纖維素的降解能力,比較了植物材料對(duì)黑翅土白蟻構(gòu)建菌圃的影響。通過本文的研究,不僅為黑翅土白蟻餌料研發(fā)提供新的原材料,也為加快培養(yǎng)基上蟻巢傘菌絲體生長(zhǎng)提供了新的方法,更為將蟻巢傘應(yīng)用于生物質(zhì)能源領(lǐng)域和蟻巢傘作為食用菌的人工栽培提供理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：Q968
【部分圖文】：

第１章文獻(xiàn)綜述??生物質(zhì)能是目前的第四大能源，僅次于煤炭、石油和天然氣，是被應(yīng)用最為廣泛的??可再生能源（圖１．２）?（Ｔｏｋｌｕ，２０１７）。生物質(zhì)中含有的糖類、木質(zhì)纖維素、淀粉等均可作??為原料用于生物乙醇的制備（陳輝和陸善祥，２００７）；利用植物油、動(dòng)物油等為原料也可??生產(chǎn)脂肪酸甲酯等生物柴油，既可作為生物燃料，也可作為柴油機(jī)燃料的添加劑（石文??英等，２０１６）；人蓄糞便和植物秸稈等農(nóng)林生活廢棄物也可應(yīng)用于發(fā)酵制備沼氣（羅志剛，??２０１６）；通過光合生物或厭氧發(fā)酵兩種途徑，利用生物質(zhì)制氫也處于探索之中（徐麗華等，??２０１６）。生物質(zhì)能源屬于低碳能源，發(fā)展和利用生物質(zhì)能源有利于建立可持續(xù)的能源系統(tǒng)，??進(jìn)而改善人民生活和生態(tài)環(huán)境條件。我國(guó)生物質(zhì)能源的發(fā)展與發(fā)迖國(guó)家仍有一定差距，??發(fā)展生物質(zhì)能源是能源轉(zhuǎn)型的必經(jīng)之路，同時(shí)，我國(guó)生物質(zhì)能源也蘊(yùn)藏著巨大的發(fā)展?jié)??力

第１章文獻(xiàn)綜述??生物質(zhì)能是目前的第四大能源，僅次于煤炭、石油和天然氣，是被應(yīng)用最為廣泛的??可再生能源（圖１．２）?（Ｔｏｋｌｕ，２０１７）。生物質(zhì)中含有的糖類、木質(zhì)纖維素、淀粉等均可作??為原料用于生物乙醇的制備（陳輝和陸善祥，２００７）；利用植物油、動(dòng)物油等為原料也可??生產(chǎn)脂肪酸甲酯等生物柴油，既可作為生物燃料，也可作為柴油機(jī)燃料的添加劑（石文??英等，２０１６）；人蓄糞便和植物秸稈等農(nóng)林生活廢棄物也可應(yīng)用于發(fā)酵制備沼氣（羅志剛，??２０１６）；通過光合生物或厭氧發(fā)酵兩種途徑，利用生物質(zhì)制氫也處于探索之中（徐麗華等，??２０１６）。生物質(zhì)能源屬于低碳能源，發(fā)展和利用生物質(zhì)能源有利于建立可持續(xù)的能源系統(tǒng)，??進(jìn)而改善人民生活和生態(tài)環(huán)境條件。我國(guó)生物質(zhì)能源的發(fā)展與發(fā)迖國(guó)家仍有一定差距，??發(fā)展生物質(zhì)能源是能源轉(zhuǎn)型的必經(jīng)之路，同時(shí)，我國(guó)生物質(zhì)能源也蘊(yùn)藏著巨大的發(fā)展?jié)??力

在培菌白蟻巢群中，老年工蟻外出采集木質(zhì)食物，并運(yùn)回巢內(nèi)建立食物堆；年輕工??蟻取食巢內(nèi)堆積的食物，以及含有蟻巢傘分生孢子的小白球，經(jīng)初步消化后迅速將帶有??蟻巢傘分生孢子的初級(jí)糞便排出體外，堆砌在菌圃上表面作為新建菌圃；蟻巢傘以菌圃??為營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)，孢子萌發(fā)并逐漸產(chǎn)生小白球，同時(shí)也進(jìn)一步對(duì)初步降解的木質(zhì)纖維素類食??物進(jìn)行降解，使新鮮菌圃逐漸成為成熟菌圃；老年工蟻取食成熟菌圃，并使木質(zhì)食物被??徹底消化，排出最終糞便（圖?１．５）?（Ｐｏｕｌｓｅｎ，?２０１５；ＬｉｅＭ／．，２０１６；Ｌｉｅ／ａ／．，２０１７）。幼蟻、??兵蟻、蟻王蟻后，以及剛蛻皮的工蟻則通過年輕工蟻的交哺作用（ｔｒｏｐｈａｌｌａｘｉｓ）獲得營(yíng)養(yǎng)??（Ｌｉ?ｅ／ａ／．，?２０１６；?Ｓａｐｏｕｎｔｚｉｓｅ／ａ／．，?２０１６）。在健壯的白蟻巢內(nèi)，由于白蟻分泌抑制其他真菌??生長(zhǎng)的抑菌物質(zhì)，同時(shí)掩埋雜菌，且巢內(nèi)具有特殊的理化環(huán)境，因而蟻巢傘是巢內(nèi)的優(yōu)??勢(shì)真菌；而當(dāng)蟻巢逐漸虛弱或死亡時(shí)，菌圃上的小白球不能健康生長(zhǎng)，炭角菌（Ｘｊ／ａｒ／ａ）??則取代蟻巢傘成為巢內(nèi)的優(yōu)勢(shì)真菌（陳宛如等，１９９０；?Ｋａｔａｒｉｙａｅ／ａ／．，２０ｌ７ｂ）。這也間接??為Ｋａｔａｒｉｙａ等人（２０１８）的研究提供了例證，他們認(rèn)為白蟻巢內(nèi)的微環(huán)境并沒有完全抑??制雜菌的生長(zhǎng)，相反，巢內(nèi)的動(dòng)態(tài)環(huán)境條件使各種微生物在不同程度的范圍內(nèi)共存。??Ａ?Ｃｏｌｏｎｙ?ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ?ｂｙ?ａ?ｒｏｙａｌ?ｐａｉｒ?Ｃ?Ｍａｔｕｒｅ?ｆｕｎｇｕｓ－ｇｒｏｗｉｎｇ?ｔｅｒｍｉｔｅ?ｃｏｌｏｎｙ??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2850367