低等白蚁肠道共生微生物的多样性及其功能.pdfVIP

维普资讯 46卷 3期 微 生 物 学 报 46(3)：496—499 2006年 6月4 日 ActaM icrobiologicaSinica 4June2006 低等 白蚁肠道共生微生物的多样性及其功能 杨 红，彭建新，刘凯于，洪华珠 (华中师范大学生命科学学院昆虫学研究所 农药与化学生物学教育部重点实验室 武汉 430079) 摘 要：低等白蚁肠道里存在着复杂的微生物区系，包括真核微生物鞭毛虫和原核生物，细菌及古细菌。低等白蚁 的后肠 以特别膨大的囊形 胃及其氢氧浓度的明显梯度分布和丰富的微生物区系为特征，是 白蚁进行木质纤维素消 化的主要器官。后肠 内的鞭毛虫能将纤维素水解并发酵为乙酸，二氧化碳和氢，为 白蚁提供营养和能源。系统发 育研究表明，低等 白蚁肠道共生细菌的主要类群为白蚁菌群 1、螺旋体、拟杆菌，低 G+Coto1％含量的革兰 氏阳性菌 和紫细菌等。而古细菌主要为 甲烷短杆菌属的产甲烷菌。共生原核生物与二氧化碳的还原和氮的循环等代谢有 关。但肠道共生微生物的具体功能和作用机制还有待进一步的揭示。 关键词 ：低等 白蚁 ；共生 ；鞭毛虫 ；原核生物 ；多样性 ；功能 中图分类号：Q938 文献标识码 ：A 文章编号：0001—6209(2006 在 自然界广泛分布 的2600多种 白蚁 中，有 15％属于低 度是呈辐射状分布的，在肠腔中心 H，浓度最高，从中心到肠 等白蚁 ，其特点是在它们 的肠道共生着多种多样 的鞭毛虫和 壁H，浓度逐渐降低 ，而肠壁 0 的浓度则最高，囊形 胃区H， 原核生物(细菌和古细菌)。低等 白蚁共有 6个科 ，其 中绝大 及 0 浓度 明显的梯度分布表 明，0 梯度驱使氧连续地流 向 多数都是木食性的种类…。它们喜食不 同来源的植物 ，如树 肠壁周围，使得囊形 胃大部分区域处于有氧状态 ，而严格厌 皮 、树干 、朽木、干草等 ，对森林果园、农 田作物 、房屋建筑等 氧区则集 中在肠腔 的中心。囊形 胃区H 及 浓度 明显的 的危害相当严重 ，是热带 、亚热带森林 的重要害虫之一 。白 梯度分布显著地影响着肠道 内微生物 的分布 ，既给严格厌氧 蚁对植物源食物的消化与其肠道共生微生物的活动密不可 的微生物提供 了发酵 的环境 J，使其能产生 己酸等发酵产物 分 ]。作为研究共栖生物 间复杂 的相互关系最重要 的模型 作为 白蚁的主要能源 ，也可很好地解释从肠道 中分离出的一 系统之一，低等白蚁肠道共生鞭毛虫和原核生物 的多样性及 些兼性厌氧菌如乳酸菌 ”·和氧依赖的芳香族单体降解菌的 其功能近年来成为这个领域 的研究热点 。 存在 J。因此 ，白蚁肠道虽小，却高度结构化 ，为肠道 内微牛 物提供 了不 同的生理化学微生态环境 ，而绝不仅仅是一个厌 1 低等 白蚁肠道环境的生理状态 氧发酵器一。 低等 白蚁的肠道分为前肠 ，叶I肠和后肠。前肠和中肠为 细管状 ，主要起摄食、储藏 、磨碎食物及部分消化食物 的作 2 低等白蚁肠道 内共生鞭毛虫的多样性及其功能 用。后肠 由特别膨大的囊形 胃(Paunch)、结肠 、直肠等组成 ， 是 白蚁进行木质纤维索消化 的主要器官，同时吸收食物和尿 低等 白蚁的肠道 内，尤其足后肠的囊形 胃里含有高密度 中的水分及无机盐类 ，并排除食物残渣和代谢废物。低等 白 多种多样 的微生物 区系，直接 的显微计数表 明，每毫升肠