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文檔簡介
1、松墨天牛(Monochamus alternatus Hope)是松樹的重大害蟲,除能直接鉆蛀危害造成松樹衰弱甚至死亡外,還是松材線蟲病的主要傳播媒介。木質纖維素是木食性昆蟲的主要營養(yǎng)來源,包含細菌在內(nèi)的腸道微生物在幫助昆蟲降解吸收木質纖維素中有著重要作用。本研究利用形態(tài)學、生理學和分子生物學測定等方法,研究了松墨天牛幼蟲、蛹和成蟲3個發(fā)育階段腸道細菌的多樣性,篩選出具有木質素降解功能的腸道細菌,探討了粘質沙雷氏菌(Serratia m
2、arcescens)的木質素降解功能,以期為深入理解松墨天牛的營養(yǎng)利用特性及其與寄主的協(xié)同關系提供基礎。
本研究主要內(nèi)容包括:⑴利用Illumina MiSeq技術對松墨天牛腸道細菌16S rDNA-V4變異區(qū)序列進行擴增、測序,發(fā)現(xiàn)腸道細菌群落共有24個菌屬,幼蟲、蛹和成蟲腸道分別有13、10和17個菌屬,分別隸屬于擬桿菌門、變形菌門、厚壁菌門、放線菌門、脫鐵桿菌門、疣微菌門、藍藻門和浮霉菌門。松墨天牛腸道優(yōu)勢細菌種類及其相
3、對豐度在不同發(fā)育階段具有差異,幼蟲、蛹和成蟲的優(yōu)勢菌屬(豐度)分別是伊麗莎白菌屬(61.12%)、金黃桿菌屬(61.38%)和沙雷氏菌屬(43.92%)。顫桿菌屬、Ruminiclostridium和螺桿菌屬為幼蟲特有菌屬,土地桿菌屬、根瘤菌屬、貪噬菌屬和鞘氨醇盒菌屬為蛹特有菌屬,土壤桿菌屬、腸球菌屬、Nubsella、Blautia和短波單胞菌屬為成蟲特有菌屬。Serratia在幼蟲(12.6%)、蛹(0.85%)與成蟲(43.92%
4、)3個發(fā)育階段均有分布。松墨天牛成蟲細菌群落多樣性最高,然后依次是幼蟲和蛹。⑵以濾紙為唯一碳源進行液體培養(yǎng),經(jīng)分離、純化和分子鑒定,從松墨天牛3個不同發(fā)育階段的腸道中篩選出20株具有木質素降解功能的細菌,隸屬于變形菌門、厚壁菌門、放線菌門和擬桿菌門的15個菌屬,包括沙雷氏菌屬、假單胞菌屬、芽孢桿菌屬、叢毛單胞菌屬、克雷伯氏菌屬、節(jié)桿菌屬、金黃桿菌屬、根瘤菌屬、腸桿菌屬、寡養(yǎng)單胞菌屬、蒼白桿菌屬、土壤球菌屬、鏈霉菌屬、無色桿菌屬和泛菌屬。
5、進一步利用羧甲基纖維素鈉(CMC)剛果紅染色法和濾紙降解實驗復篩,發(fā)現(xiàn)1株可高效降解木質素優(yōu)勢細菌—粘質沙雷氏菌。⑶以粘質沙雷氏菌為對象,通過硫酸鹽木質素培養(yǎng)基液體培養(yǎng)并測定該菌株的木質素降解性能,發(fā)現(xiàn)在第4天其降解率達到峰值(15.16%),該菌能同時產(chǎn)生木質素過氧化物酶(LiP)、錳過氧化物酶(MnP)、漆酶(Lac)3種胞外木質素降解酶。以其中的優(yōu)勢木質素降解酶—LiP木質素過氧化物酶為研究對象,采用控制變量的單因素試驗法,探究體
6、外不同培養(yǎng)條件對源于松墨天牛腸道粘質沙雷氏菌產(chǎn)木質素過氧化物酶活性的影響。結果表明:木質素濃度、pH值、氮源種類、氮源濃度和金屬離子及其濃度均對其產(chǎn)酶以及酶活性有顯著影響。木質素濃度為3 g·L-1時酶活性最強,pH值為5時最適于產(chǎn)酶,有機氮源更有利于產(chǎn)酶,且酵母膏為最佳氮源,其最適濃度為5 g·L-1;最佳Mg2+、Ca2+、Fe2+、Mn2+、K+離子濃度分別為0.20 g·L-1,0.40 g·L-1,0.15 g·L-1,0.0
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