摘要: 【目的】本研究旨在分析比较扩头蔡白蚁Tsaitermes ampliceps工蚁前中肠和后肠及其内容物的蛋白构成和表达差异,挖掘降解木质纤维素的相关酶和蛋白。【方法】通过扩头蔡白蚁工蚁的前中肠和后肠及其内容物蛋白的双向电泳,对高表达或高差异表达的47个蛋白点进行MALDI-TOF/MS测序,并进行生物信息学分析。【结果】测序分析发现,扩头蔡白蚁肠道及其内容物蛋白中有结构蛋白13个、调节蛋白9个、白蚁代谢相关蛋白10个、微生物代谢相关蛋白7个。经PD Quest分析发现,在前中肠和后肠有11个蛋白均高表达;仅在前中肠表达的蛋白有12个,主要是白蚁代谢相关蛋白和调节蛋白;仅在后肠表达的蛋白有8个,主要是微生物代谢相关蛋白。整个肠道内参与木质纤维素降解的相关酶有5个,分别是白蚁自身分泌的内源性纤维素酶,细菌产生的内切-β-1,4-葡聚糖酶和过氧化物歧化酶以及原生动物产生的GH11。【结论】白蚁对木质纤维素食物的降解主要在前中肠,后肠对降解产物进一步降解并进行微生物生长代谢。这些降解产物和微生物菌体蛋白为白蚁的肛哺提供营养成分。

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: 白蚁发生于几亿年前,其历史悠久,分布广泛,在我国及世界范围内造成重大经济损失。白蚁营隐蔽的穴居生活,给防治带来很大困难,长期化学防治白蚁也造成了诸多社会及环境问题。触角是昆虫重要的感觉附肢,对于真社会性且单眼与复眼大多退化消失的非生殖型白蚁而言,触角对于其识别多样的种内/种间交流信号及外界环境信息尤为重要。本文综述了白蚁触角感觉结构、电生理学及行为功能研究的系列进展,以期为研发新型环保的白蚁调控策略提供参考。白蚁触角感器的解剖学研究经历了关注感器外部表观形态、内部超微结构及神经支配、由形态场效应所产生的感器分布和丰度以及通过形态场表现推论其品级差异的几个阶段。比较形态学研究认为白蚁触角的嗅觉形态与其生殖分工有关:与工蚁和兵蚁相比,雌蚁和雄蚁的触角更长、感觉器官数量更多,生殖蚁和非生殖蚁之间感觉器官的数量组成有所不同,但在雌蚁和雄蚁之间或工蚁和兵蚁之间几乎没有差异。关于白蚁的触角电位研究,涉及白蚁驱避剂、引诱剂、信息素、真菌、湿度变化等多个方面,拓展了人们对于白蚁触角感知的了解。气相色谱-触角电位联用技术(gas chromatography-electroantennographic detection,GC-EAD)与气相色谱-质谱联用仪(gas chromatograph-mass spectrometer,GC-MS)相结合,检测及鉴定出系列能引起白蚁触角反应的化学成分,包括表皮碳氢化合物、跟踪信息素、性信息素、告警信息素、蚁后信息素以及植物挥发物等。另外,单感器记录也证实白蚁触角上存在嗅觉受体。鉴于电生理技术对白蚁触角感知的更多了解,行为学和分子生物学研究进一步证实了白蚁触角的各种行为功能,包括触角在觅食、取食、梳理清洁、同巢及异巢个体识别、皇室识别、尸体识别、检测环境湿度变化中的作用等,并开展了更深层次的作用机制研究。

摘要: [目的]利用白蚁转录组和低覆盖度基因组数据重建白蚁领科(Termitoidae)昆虫内高阶元类群(科和亚科)之间的系统发育关系,为研究白蚁系统进化提供系统基因组学分析思路。[方法]通过下载数据库中67种白蚁及8种近缘蜚蠊目(Blattodea)昆虫的转录组(70个)和低覆盖度基因组(5个)序列数据,利用BUSCO对这些序列数据进行评估以及单拷贝核基因的筛选。使用软件MAFFT分别对获得的单拷贝核基因的核苷酸和氨基酸序列进行比对,并通过trimAl对比对结果进行修剪。使用Phykit生成不同完整性(分别包含50%和25%的缺失数据)的核苷酸和氨基酸序列数据超级矩阵,据此研究缺失数据对系统发育重建的影响。使用IQ-TREE构建各个矩阵的最大似然(maximum likelihood,ML)树。利用ASTRAL总结氨基酸数据集faa_all包含的每个标记构建的最大似然树,得到物种树。使用IQ-TREE中的FcLM分析检测不同树的拓扑结构,进而获得不同数据集对可能的系统发育关系的支持度。[结果]从白蚁现有的转录组和低覆盖度基因组序列数据中获得1 325个单拷贝核基因,基于这些单拷贝核基因构建了核苷酸和氨基酸序列数据的基因组规模的超级矩阵,核苷酸序列数据集包含了144 2941 839 525个位点,氨基酸数据集包含了48 098613 175个位点。不同类型的数据矩阵产生了相似的白蚁领科系统发育关系,3个核苷酸数据矩阵产生了相同的科间系统发育关系。对于氨基酸数据,3个串联基因数据集中的两个产生了与核苷酸序列数据集基本相同的科间系统发育关系。支持白蚁领科为单系群,澳白蚁科(Mastotermitidae)是所有其他白蚁科的姐妹群。在大多数分析中,古白蚁科(Archotermopsidae)与胃白蚁科(Stolotermitidae)互为姐妹群关系,两者共同组成白蚁领科中的第2个分支。木白蚁科(Kalotermitidae)也是白蚁中相对古老的一支,其系统发育位置在古白蚁科与胃白蚁科之后。木白蚁科与新等翅类(Neoisoptera)构成了姐妹群关系。所有分析都强烈支持新等翅类的单系性。在新等翅类中,杆白蚁科(Stylotermitidae)是其余白蚁的姐妹群;齿白蚁科(Serritermitidae)是新等翅类中相对原始的一支。鼻白蚁科(Rhinotermitidae)是一个非单系群。白蚁科(Termitidae)是一个单系群,6个串联基因数据集中的4个以及物种树支持大白蚁亚科(Macrotermitinae)是白蚁科内所有其他亚科的姐妹群。多数分析支持尖白蚁亚科(Apicotermitinae)是白蚁科中的第2个分支。串联基因数据矩阵支持白蚁亚科(Termitinae)为非单系,但是物种树恢复白蚁亚科为单系群。[结论]本研究显示了转录组和低覆盖度基因组序列数据在重建白蚁领科系统发育关系中的实用性,构建了与以前研究基本一致的系统发育关系。但是,有关亚科之间的系统发育关系仍需要进一步扩充数据取样,包括标本和分子标记,来阐明它们之间的相互关系。

摘要: 【目的】测定黑翅土白蚁肠道放线菌发酵产物的抗菌活性，并对其抗菌活性成分进行分析，以发现新颖的抗菌先导化合物。【方法】采用涂布平板法对黑翅土白蚁肠道放线菌进行分离；通过牛津杯法测试菌株发酵液提取物对4种致病菌(金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus、大肠杆菌Escherichia coli、枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis和白色念珠菌Candida albicans)的抗菌活性，筛选出活性菌株BYC-18;通过形态学特征和16S rRNA序列分析确定BYC-18的分类学地位；采用滤纸片法测定BYC-18发酵液在不同极性溶剂萃取物的抗菌活性；运用多种色谱方法从乙酸乙酯粗提物中分离纯化抗菌活性化合物，利用质谱和核磁共振谱鉴定其化学结构；采用滤纸片法和最低抑制浓度法测定分离的化合物的抗菌活性。【结果】BYC-18被鉴定为链霉菌属Streptomyces sp.菌株，该菌发酵液对4种致病菌均有抗菌活性且其乙酸乙酯萃取物对金黄色葡萄球菌的抑制作用明显，抑菌圈直径达11.1 mm。从乙酸乙酯萃取物中分离得到1个单体化合物BYC-18-1,经鉴定为β-玉红霉素(β-rubromycin);抗菌活性测试表明，在供试浓度为30μg/6 mm滤纸片时，β-玉红霉素对金黄色葡萄球菌具有较强的抑制作用，抑菌圈直径为13.2 mm,与阳性对照硫酸庆大霉素的抑菌活性(抑菌圈直径：16.6 mm)接近。【结论】链霉菌菌株BYC-18具有开发为新型微生物源杀菌剂的潜力。