摘要: 【目的】白蚁是自然界中利用木质纤维素能力很强的生物,是纤维素酶的天然资源库。本研究旨在挖掘新来源的纤维素酶基因,为生物质能源的高效利用提供新的天然酶。【方法】根据前期蛋白质组测序的结果,利用PCR结合RACE克隆了近暗散白蚁Reticulitermes perilucifugusβ-葡糖苷酶7(β-glucosidase 7)基因RpBg7 c DNA全长序列;通过生物信息学软件分析了RpBg7的序列;用表达载体pPICZαA在毕赤酵母Pichia pastoris X-33中表达Rp Bg7蛋白,并用4-硝基苯基-β-d-吡喃葡萄糖苷(4-nitrophenylβ-d-glucopyranoside,4pNPG)为底物检测了表达的RpBg7蛋白的酶活性。【结果】获得了近暗散白蚁的一个内源性β-葡糖苷酶7基因RpBg7(GenBank登录号:MN944395),其开放阅读框长1 485 bp,编码495个氨基酸残基。RpBg7蛋白预测分子量为57 kD,属于糖苷水解酶1(glycoside hydrolase 1,GH1)家族,具有保守的碱性氨基酸残基Glu187和Glu394。通过毕赤酵母表达系统成功表达RpBg7蛋白。酶活性分析结果表明,毕赤酵母胞外分泌蛋白粗酶液和胞内蛋白粗酶液中RpBg7酶活性分别为4.43和7.47 U/m L。【结论】克隆并利用毕赤酵母表达了近暗散白蚁的GH1家族的一个β-葡糖苷酶7基因RpBg7,为后期纤维素酶的改造和应用提供了条件。

摘要: 【目的】通过研究黑胸散白蚁Reticulitermes chinensis下唇腺解剖构造及其在不同品级个体间的分化,为进一步探索口交哺和品级分化机制提供参考。【方法】通过显微解剖观察,了解黑胸散白蚁下唇腺的形态构造及其在不同品级个体间的分化;通过扫描电镜观察,了解下唇腺的结构及神经支配;通过饮水实验,研究工蚁饮水及下唇腺囊的贮水功能。【结果】黑胸散白蚁下唇腺是左右对称结构,每侧构造由一个下唇腺腺泡群、一个下唇腺囊及相关的导管组成。每侧导管分别开口于舌基部下方。蚁后的下唇腺最发达,在下唇腺大小、下唇腺囊大小、腺泡大小及腺泡数量4方面均显著高于其他品级个体;兵蚁、工蚁、有翅成虫的下唇腺也较为发达,相互之间这4个参数的差异性不显著。扫描电镜观察发现,工蚁下唇腺腺泡由主导管和分支导管相连,腺泡外侧有神经分布。黑胸散白蚁工蚁有饮水习性,获得的水贮存在下唇腺囊内。【结论】黑胸散白蚁不同品级个体间,蚁后的下唇腺最发达,有翅成虫的下唇腺也比较发达,说明蚁后除行使生殖职能外,还承担交哺育幼等职能。黑胸散白蚁工蚁有饮水习性,下唇腺囊有贮水功能。

摘要: 【目的】本研究旨在探究尖唇散白蚁Reticulitermes aculabialis胚胎在不同发育阶段的变化特征。【方法】每日收集尖唇散白蚁的卵，并固定其胚胎发育状态，采用DAPI染剂对白蚁胚胎进行染色，通过激光共聚焦扫描显微镜观察记录尖唇散白蚁胚胎在不同发育阶段的形态特征。【结果】在25℃下尖唇散白蚁胚胎发育过程历经2530 d,按照发育特征将其划分为12个阶段。胚胎发育早期，卵黄细胞均匀分布在卵内部，卵内细胞核向卵的中间浓缩，在细胞到达卵的后表面时形成浓缩的囊胚细胞作为胚盘；胚胎发育中期，胚胎开始进行“反转型”的囊胚运动，头部和前后轴从后极到前极反转，胚带出现明显的“双弯”结构。胚胎发育中后期，胚胎变宽，内部器官逐渐开始发育，出现明显的伸长与分节；胚胎发育后期，附肢发育明显，内部器官发育成熟。【结论】尖唇散白蚁胚胎发育过程历经12个阶段，属于短胚带型，胚带出现“双弯”结构，发育中期经历两次囊胚反转。本研究为真社会性昆虫白蚁的胚胎发育过程提供了形态学和生物学依据。

摘要: 【目的】社会性白蚁的工蚁可以转化成补充生殖蚁参与生殖，提高自身适合度。本研究旨在探究工蚁转变成补充生殖蚁后，与氧化应激抗衰老相关的抗氧化酶和解毒酶活性的变化，为揭示生殖蚁的繁殖和抗衰老机制提供参考。【方法】利用生化方法分别测定黑胸散白蚁Reticulitermes chinensis工蚁、工蚁型补充生殖蚁和原始生殖蚁体内的2种抗氧化酶过氧化氢酶(catalase, CAT)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)与4种解毒酶酸性磷酸酶(acid phosphatase, ACP)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, AKP)、羧酸酯酶(carboxylesterase, CarE)和细胞色素P450(cytochrome P450, CYP450)的酶活性；同时利用qRT-PCR检测这些酶对应的基因RsCAT,RsSOD,RsACP,RsCYP450和RsCarE的表达量。【结果】与雌性工蚁相比，黑胸散白蚁工蚁型补充生殖蚁体内的CAT, SOD, ACP, AKP和CarE活性显著上升，分别达到雌性工蚁的5.82, 1.41, 1.39, 2.27和2.70倍，CYP450活性在两品级间没有显著差异；RsCAT,RsSOD,RsACP,RsCarE和RsCYP450的表达量也显著增加。补充生殖蚁体内CAT和ACP活性显著高于原始生殖蚁的，而SOD和AKP活性在两品级间没有显著差异；雌雄补充生殖蚁RsCAT的相对表达量分别是原始生殖蚁的5.68和3.60倍，RsACP的相对表达量分别是原始生殖蚁的81.12和46.72倍。【结论】黑胸散白蚁工蚁由非生殖品级转化为生殖品级以后，体内抗氧化酶和解毒酶的酶活力和基因表达水平显著升高，从一定程度上揭示了生殖品级的抗衰老机制。

摘要: 【目的】本研究旨在通过比较不同木质纤维素含量的饲料对近暗散白蚁Reticulitermes perilucifugus工蚁前中肠和后肠内容物蛋白的组成和表达差异，为揭示白蚁的营养消化吸收机理提供蛋白水平上的依据。【方法】用木质纤维素含量不同的3种饲料(松木、秸秆和滤纸)饲养近暗散白蚁工蚁，然后用双向电泳分析肠道不同部位的内容物蛋白，并对差异蛋白进行MALDI-TOF/MS测序及生物信息学分析。【结果】双向电泳结果发现，同一饲料饲养的近暗散白蚁工蚁前中肠可辨蛋白点数明显多于后肠；不同饲料饲喂的工蚁前中肠和后肠可辨蛋白点数依次是松木饲养的>滤纸饲养的>秸秆饲养的。通过对115个蛋白点的测序分析表明，不同饲料饲喂的工蚁前中肠和后肠中的主要差异蛋白为具有催化活性的蛋白质，包括与氨基酸代谢、丙酮酸代谢、碳代谢、氮代谢、TCA循环、糖酵解、糖异生和纤维素降解等相关的酶，以及参与细胞组成和信号传导的蛋白。【结论】木质纤维素含量不同的饲料饲养的近暗散白蚁工蚁肠道中的差异蛋白主要为具有催化活性的蛋白、细胞组成蛋白和信号传导蛋白，表明不同的饲料影响近暗散白蚁的肠道蛋白组成。这些结果为揭示白蚁对木质纤维素的降解机理提供了参考。