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

  更多相關(guān)文章： 高等培菌白蟻 生物質(zhì)轉(zhuǎn)化 16s rRNA高通量測序 細(xì)菌多樣性 細(xì)菌篩選

【摘要】：對化石能源的嚴(yán)重依賴而導(dǎo)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(zhì)纖維素為代表的生物質(zhì)資源,是實(shí)現(xiàn)環(huán)境與能源可持續(xù)發(fā)展的重要突破口。但由于木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)復(fù)雜,降解利用難度大,工業(yè)規(guī)模上高效轉(zhuǎn)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(dú)特、高效降解轉(zhuǎn)化木質(zhì)纖維素的能力,引起了各領(lǐng)域科研人員的廣泛關(guān)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(jù)整個(gè)培菌白蟻種群的一半以上,它與真菌以及腸道細(xì)菌組成三重共生關(guān)系,該體系幾乎可以完全降解利用木質(zhì)纖維素成分而備受關(guān)注。土白蟻屬白蟻的共生真菌在木質(zhì)纖維素特別是木質(zhì)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(xì)菌群落中發(fā)現(xiàn)大量的纖維素和半纖維素酶基因,表明其腸道細(xì)菌同樣在木質(zhì)纖維素降解中發(fā)揮重要作用,并逐漸成為研究熱點(diǎn)。但目前我們對土白蟻屬白蟻腸道細(xì)菌的多樣性及其降解木質(zhì)纖維素的功能還缺乏系統(tǒng)而深入的認(rèn)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(shù),解析土白蟻屬白蟻腸道共生細(xì)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(zhì)纖維素降解類細(xì)菌資源,并對其產(chǎn)酶能力進(jìn)行定性定量分析;挑選產(chǎn)酶能力較突出的菌株,進(jìn)一步進(jìn)行產(chǎn)酶條件優(yōu)化,并對其應(yīng)用前景進(jìn)行了初步探討。本研究的主要結(jié)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(xì)菌的組成與多樣性。研究發(fā)現(xiàn),三種白蟻腸道細(xì)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(xì)菌組成的研究表明,白蟻?zhàn)陨淼南到y(tǒng)進(jìn)化以及生境都會(huì)影響其腸道細(xì)菌組成,土白蟻屬白蟻腸道可能存在大量的木質(zhì)纖維素降解酶與微生物資源有待進(jìn)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(zhì)纖維素降解功能的細(xì)菌,探索了土白蟻屬白蟻腸道可培養(yǎng)木質(zhì)纖維降解細(xì)菌的組成,其中腸桿菌屬細(xì)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(xì)菌。對所篩選的菌株降解木聚糖與纖維素的功能進(jìn)行定性與定量分析,發(fā)現(xiàn)一株降解木聚糖能力較突出的菌株,通過生化指標(biāo)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(chǎn)木聚糖酶生長條件進(jìn)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(chǎn)木聚糖酶48h對水稻秸稈的糖化率可達(dá)8.50%;對該菌株偶氮染料脫色能力的測定分析中發(fā)現(xiàn),該菌株對RB亮藍(lán)(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(yīng)用前景。綜上所述,本研究首次利用高通量測序技術(shù)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(xì)菌的組成;從中篩選出了具有降解木質(zhì)纖維素能力的多類共生細(xì)菌;成功篩選出了具有潛在工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的菌株(C.murliniae strain ZF1567)。本研究的開展為進(jìn)一步系統(tǒng)闡明土白蟻屬白蟻降解木質(zhì)纖維素的機(jī)理,解決木質(zhì)纖維素工業(yè)規(guī)模的高效轉(zhuǎn)化應(yīng)用難題提供了重要的理論基礎(chǔ)及微生物資源。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q939.9

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)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(jìn)黑腹果蠅的發(fā)育[J];中國微生態(tài)學(xué)雜志;2017年02期

2 楊曄;;木質(zhì)素降解酶研究進(jìn)展[J];農(nóng)業(yè)工程;2014年04期

3 趙律;李志光;李輝勇;謝磊;周智;;木質(zhì)纖維素預(yù)處理技術(shù)研究進(jìn)展[J];化學(xué)與生物工程;2007年05期

4 曾志林;白蟻的習(xí)性及防治[J];湖南林業(yè);2005年03期

，

本文編號：1335602