论文部分内容阅读
纤维素是地球上最为丰富的自然资源,而白蚁是自然界一种能够高效降解纤维素的昆虫,如果能模拟白蚁降解纤维素的能力,利用纤维素这种丰富的自然资源于新型的生物质能源产业,对缓解人类面临的能源危机将具有重要的意义。已有的研究表明白蚁需要依靠自身纤维素酶和共生微生物的纤维素酶共同发挥作用来降解纤维素,但白蚁降解纤维素的复杂机制尚待阐明。为了研究不同种类白蚁降解纤维素的机制,本文采用DNS法测定了分别代表低等木食性白蚁、培菌类白蚁和高等木食性白蚁的黑胸散白蚁、黄翅大白蚁、象白蚁Nasutitermes sp和锯白蚁Microcerotermes sp四种白蚁及其肠道不同组织部位的内切-p-1,4-葡聚糖酶(EG)、p-葡萄糖苷酶(BG)和外切-p-1,4葡聚糖酶(CBH)三种纤维素酶活性,并利用Native-PAGE技术研究了白蚁肠道不同组织部位的内切-p-1,4-葡聚糖酶(EG)的分布及多样性。结果表明,在所研究的四种白蚁中,EG酶的比活力均高于BG酶和CBH酶。虽然不同白蚁三种纤维素酶比活力大小有差异,但最适底物浓度均为1%,最适反应pH值均为pH 5.6,而最适反应时间为5min、15min或30min,最适反应温度在35℃-55℃之间。黑胸散白蚁EG酶比活力最高(71.3±13.9U/mg),其次为锯白蚁、黄翅大白蚁和象白蚁。黄翅大白蚁BG酶比活力最高(33.0±1.7U/mg),其次为锯白蚁、黑胸散白蚁和象白蚁。锯白蚁CBH酶比活力最高(16.7±1.3U/mg),其次为黄翅大白蚁、象白蚁和黑胸散白蚁。对四种白蚁肠道不同组织部位的纤维素酶活测定结果表明,不同种类白蚁、同种白蚁不同组织部位和不同纤维素酶比活力均有可能有较大差异。对白蚁肠道不同组织部位内切-p-1,4-葡聚糖酶(EG)的Native-PAGE研究表明,EG酶酶谱具有多样性,每种白蚁肠道的不同部位均有不同的带型,说明在白蚁不同部位起作用的内切-β-1,4-葡聚糖酶(EG)种类不同,而白蚁对纤维素的降解是一个复杂的需要多种酶参与的过程。本文通过对代表低等木食性白蚁、培菌类白蚁和高等木食性白蚁的四种白蚁及其肠道不同组织部位纤维素酶活性的初步研究,揭示了不同类群白蚁体内三种纤维素酶的活性及分布等特征,为进一步阐明不同白蚁降解纤维素的机制和开发利用白蚁来源的纤维素酶于新型的生物质能源产业奠定了基础。