金属离子对黑翅土白蚁消化代谢的影响

【目的】探究金属离子对黑翅土白蚁Odontotermes formosanus消化代谢过程的影响,挖掘黑翅土白蚁对含有金属离子的厨余垃圾和农林废弃物进行资源化处理的潜在价值。【方法】根据浓度梯度法,将含有不同质量分数Al^(3+)、Ca^(2+)、Fe^(3+)和Mg^(2+)的饵料供给黑翅土白蚁,确定黑翅土白蚁对饵料中金属离子的最大可取食质量分数。采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定黑翅土白蚁虫体内及其新建菌圃内的对应金属元素质量分数,明确饵料中Al^(3+)、Ca^(2+)、Fe^(3+)和Mg^(2+)对虫体内及新建菌圃内对应金属元素质量分数的影响。采用试剂盒法测定黑翅土白蚁虫体内及其新建菌圃内漆酶和纤维素酶的活性,确定饵料中Al^(3+)、Ca^(2+)、Fe^(3+)和Mg^(2+)对上述酶活性的影响。【结果】黑翅土白蚁对饵料中Al^(3+)、Ca^(2+)和Fe^(3+)的最大可取食质量分数均为1.00 g·kg^(-1),对饵料中Mg^(2+)的最大可取食质量分数为10.00 g·kg^(-1)。黑翅土白蚁取食含有10.00 g·kg^(-1) Mg^(2+)的饵料后,其虫体内和菌圃内都发生了Mg的富集;取食含有1.00 g·kg^(-1) Fe^(3+)的饵料后,Fe仅在菌圃内富集。取食含有1.00 g·kg^(-1) Al^(3+)的饵料,会显著提高黑翅土白蚁虫体内的漆酶活性(P<0.05);取食含有1.00 g·kg^(-1) Ca^(2+)的饵料,会显著提高黑翅土白蚁虫体内的漆酶活性(P<0.05),但会显著降低纤维素酶活性(P<0.05);取食含有1.00 g·kg^(-1) Fe^(3+)的饵料,会显著提高黑翅土白蚁虫体内的漆酶活性和菌圃中的纤维素酶活性(P<0.05),但会显著降低菌圃中的漆酶活性和黑翅土白蚁虫体内的纤维素酶活性(P<0.05);取食含有10.00 g·kg^(-1) Mg^(2+)的饵料,会显著提高黑翅土白蚁虫体内的纤维素酶活性和菌圃中的漆酶活性(P<0.05),但会显著降低菌圃中的纤维素酶活性(P<0.05)。【结论】黑翅土白蚁可取食分别含有1.00 g·kg^(-1) Al^(3+)、Ca^(2+)和Fe^(3+)的饵料和含有10.00 g·kg^(-1) Mg^(2+)的饵料,1.00 g·kg^(-1) Al^(3+)可以提高黑翅土白蚁和菌圃微生物对木质素的联合降解能力。黑翅土白蚁具有资源化处理厨余垃圾和农林废弃物的应用潜力。

黑翅土白蚁新巢内蚁巢伞真菌菌种来源研究

目的 探索黑翅土白蚁Odontotermes formosanus Shiraki巢内菌圃上关键共生真菌蚁巢伞Termitomyces spp.的来源,为黑翅土白蚁的防治提供科学依据。方法 在野外捕捉黑翅土白蚁分飞繁殖蚁,待其脱翅配对后,分成4组(土壤带菌与不带菌、白蚁体表用蒸馏水冲洗与不冲洗)在室内条件下饲养,130d后拆开蚁巢检查巢内菌圃修建和白蚁生长情况。结果 分飞期捕捉到的黑翅土白蚁繁殖蚁室内配对后,在无外来菌种供给的情况下可成功建立具有蚁巢伞的菌圃,这类新巢群的比例占配对总数的20%~22%,使用蒸馏水反复冲洗繁殖蚁体表不影响菌圃出现蚁巢伞的新巢比例(20%);利用野外未灭菌的土壤饲养配对的黑翅土白蚁繁殖蚁,其菌圃内具有蚁巢伞的新巢比例明显提高,达到了33%。结论 黑翅土白蚁新巢内菌圃上蚁巢伞的菌种传播方式为垂直传播,新巢内菌圃上的蚁巢伞来源于繁殖蚁体内的肠道系统。不过,黑翅土白蚁的工蚁也可从自然环境中采集蚁巢伞真菌孢子,构建具有蚁巢伞的菌圃,提高新建巢群的存活比例。

黑翅土白蚁共生真菌对水稻秸秆生物降解研究

【目的】挖掘黑翅土白蚁Odontotermes formosanus共生真菌在秸秆资源利用上的应用潜力,为实现秸秆生物降解产业化补充菌种资源并提供理论依据。【方法】以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)平板为分离培养基,采用刚果红染色法筛选,从黑翅土白蚁肠道中分离筛选具有木质纤维素降解活性的真菌,并测定纤维素酶活性。在液态发酵条件下,评估不同真菌以及真菌组合对水稻Oryza sativa秸秆的降解效果,利用傅立叶红外光谱、X射线晶体衍射和扫描电镜分析降解前后水稻秸秆的理化性质。【结果】从黑翅土白蚁肠道中共分离到4种具有木质纤维素降解活性的真菌,经鉴定分别为安拉阿巴德篮状菌Talaromyces allahabadensis、刺孢篮状菌T.aculeatus、黑曲霉Aspergillus niger和灰孔多年卧孔菌Perenniporia tephropora。纤维素酶活结果显示:黑曲霉的内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶活性最高,安拉阿巴德篮状菌的β-葡萄糖苷酶活性最高。水稻秸秆降解试验表明:黑曲霉与灰孔多年卧孔菌双菌组合具有最强的秸秆降解能力,20 d内可降解秸秆中38.27%的干物质、62.59%的纤维素和51.75%的半纤维素。降解后水稻秸秆内部化学键和分子间作用力被破坏,结晶度由22.44%上升至32.53%,秸秆表面崩解碎裂,结构蓬松化。【结论】从黑翅土白蚁肠道分离得到的黑曲霉和灰孔多年卧孔菌在组合降解水稻秸秆时表现出极强的降解能力,在秸秆生物降解产业化上具有潜在的开发价值。

黑翅土白蚁菌圃共生菌对小麦秸秆的生物降解

【目的】探究黑翅土白蚁(Odontotermes formosanus)菌圃共生菌在木质纤维素降解上的应用潜力,增加秸秆降解菌种资源并为秸秆资源产业化利用提供理论依据。【方法】以刚果红染色法、羧甲基纤维素钠平板分离筛选具有木质纤维素降解活性的黑翅土白蚁菌圃共生菌并测定共生菌产酶情况。在常温液态发酵条件下,评估不同菌种以及复合菌群对小麦(Triticum aestivum L.)秸秆的降解效果,利用傅里叶红外光谱、X射线晶体衍射和冷场扫描电镜分析降解前后小麦秸秆的理化性质。【结果】从黑翅土白蚁菌圃中分离得到具有木质纤维素降解活性的5种真菌和3种细菌,经鉴定为青霉属(Penicillium)2种,紫霉属(Purpureocillium)1种,曲霉属(Aspergillus)1种,弯孢聚壳霉属(Eutypella)1种,芽孢杆菌属(Bacillus)1种,埃希氏菌属(Escherichia)1种,寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)1种。经酶活测定和单菌降解试验筛选出4种高效降解菌株[桔青霉(Penicillium citrinum)、红绶曲霉(Aspergillus nomiae)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、大肠杆菌(Escherichia coli)]组成复合菌群。经常温液态发酵,4种菌组成的复合菌群的综合降解能力最强,在12 d内干物质降解率达到24.35%,纤维素降解率达到47.24%,半纤维素降解率达到35.75%,木质素降解率达到32.72%。降解后小麦秸秆内部化学键和分子间作用力受到破坏,木质纤维素复合结构受到破坏,纤维素结晶度从37.40%降低至32.97%,秸秆表面严重崩解,结构蓬松。【结论】从黑翅土白蚁菌圃中分离得到的桔青霉、红绶曲霉、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌所组成的复合菌群对小麦秸秆有着优良的降解效果,具备秸秆生物降解产业化的潜在开发价值。