本文關鍵詞：土白蟻屬白蟻（Odontotermes）腸道細菌多樣性及其降解木質纖維素的功能研究　出處：《江蘇大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 高等培菌白蟻 生物質轉化 16s rRNA高通量測序 細菌多樣性 細菌篩選

【摘要】：對化石能源的嚴重依賴而導致一系列的環(huán)境與能源問題已成為亟待解決的全球性問題之一,高效利用以木質纖維素為代表的生物質資源,是實現環(huán)境與能源可持續(xù)發(fā)展的重要突破口。但由于木質纖維素結構復雜,降解利用難度大,工業(yè)規(guī)模上高效轉化成本高,限制了生物能源的發(fā)展。白蟻及其腸道微生物共生系統(tǒng)因具有獨特、高效降解轉化木質纖維素的能力,引起了各領域科研人員的廣泛關注。土白蟻屬白蟻(Odontotermes)是我國南方常見的一類高等培菌白蟻,占據整個培菌白蟻種群的一半以上,它與真菌以及腸道細菌組成三重共生關系,該體系幾乎可以完全降解利用木質纖維素成分而備受關注。土白蟻屬白蟻的共生真菌在木質纖維素特別是木質素的降解方面發(fā)揮重要作用。近年來,已有研究從培菌白蟻腸道細菌群落中發(fā)現大量的纖維素和半纖維素酶基因,表明其腸道細菌同樣在木質纖維素降解中發(fā)揮重要作用,并逐漸成為研究熱點。但目前我們對土白蟻屬白蟻腸道細菌的多樣性及其降解木質纖維素的功能還缺乏系統(tǒng)而深入的認識。本文以西雙版納地區(qū)長顎土白蟻(Odonotermes longgignathus)、黑翅土白蟻(Odonotermes formosanus)以及Odonotermes sp.YN14這三種土白蟻為研究對象,通過高通量測序的技術,解析土白蟻屬白蟻腸道共生細菌的組成及多樣性;通過體外培養(yǎng)的方法,發(fā)掘白蟻腸道中木質纖維素降解類細菌資源,并對其產酶能力進行定性定量分析;挑選產酶能力較突出的菌株,進一步進行產酶條件優(yōu)化,并對其應用前景進行了初步探討。本研究的主要結果歸納如下:(1)通過16s rRNA高通量測序的手段,成功解析了西雙版納地區(qū)長顎土白蟻、黑翅土白蟻、土白蟻YN14中腸道共生細菌的組成與多樣性。研究發(fā)現,三種白蟻腸道細菌豐度最高的均為擬桿菌門(Bacteroidetes)、厚壁菌門(Firmicutes)以及變形菌門(Proteobacteria)。對三種土白蟻屬白蟻腸道細菌組成的研究表明,白蟻自身的系統(tǒng)進化以及生境都會影響其腸道細菌組成,土白蟻屬白蟻腸道可能存在大量的木質纖維素降解酶與微生物資源有待進一步挖掘。(2)通過體外分離培養(yǎng),成功從土白蟻屬白蟻中篩選獲得32株具有木質纖維素降解功能的細菌,探索了土白蟻屬白蟻腸道可培養(yǎng)木質纖維降解細菌的組成,其中腸桿菌屬細菌(Enterobacter)為其中的優(yōu)勢菌群。我們首次從白蟻腸道中篩選得到哈夫尼菌屬(Hafnia)、勒克菌屬(Leclercia)的細菌。對所篩選的菌株降解木聚糖與纖維素的功能進行定性與定量分析,發(fā)現一株降解木聚糖能力較突出的菌株,通過生化指標測定與分子鑒定確定該菌株為Citrobacter murliniae。(3)通過對菌株C.murliniae的產木聚糖酶生長條件進行優(yōu)化,其粗酶酶活比未優(yōu)化的對照組顯著提升了2.17倍。該菌株所產木聚糖酶48h對水稻秸稈的糖化率可達8.50%;對該菌株偶氮染料脫色能力的測定分析中發(fā)現,該菌株對RB亮藍(Remazol Brilliant Blue R)以及活性黑(Reative Black)的脫色能力出色,最高脫色率分別為90.53%和92.7%,表明該菌株在處理印染廢水方面也同樣具有非常好的應用前景。綜上所述,本研究首次利用高通量測序技術系統(tǒng)解析了西雙版納地區(qū)三種土白蟻屬白蟻腸道共生細菌的組成;從中篩選出了具有降解木質纖維素能力的多類共生細菌;成功篩選出了具有潛在工業(yè)應用價值的菌株(C.murliniae strain ZF1567)。本研究的開展為進一步系統(tǒng)闡明土白蟻屬白蟻降解木質纖維素的機理,解決木質纖維素工業(yè)規(guī)模的高效轉化應用難題提供了重要的理論基礎及微生物資源。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：Q939.9

【參考文獻】

相關期刊論文 前4條

1 胡文;劉威;常方悅;徐皓哲;王璐;王杰;李榕;;腸道哈夫尼菌促進黑腹果蠅的發(fā)育[J];中國微生態(tài)學雜志;2017年02期

2 楊曄;;木質素降解酶研究進展[J];農業(yè)工程;2014年04期

3 趙律;李志光;李輝勇;謝磊;周智;;木質纖維素預處理技術研究進展[J];化學與生物工程;2007年05期

4 曾志林;白蟻的習性及防治[J];湖南林業(yè);2005年03期

，

本文編號：1335602