台湾乳白蚁肠道鞭毛虫木聚糖酶基因资源的发掘和研究

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1、台湾乳白蚁肠道鞭毛虫木聚糖酶基因资源的发掘和研究ExploringthexylanasefunctionalgenesfromsymbioticflagellatesinthegutofCoptotermesformosanusShiraki姓2014年4月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。

2、本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：稳诱南火讼Iq年6月f旧学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处

3、办理。本学位论文属于不保密d。学位论文作者签名：搿．狱≯～年‘月¨日妒l叫钞们勿拥轹戽劐悼师口教Z导匕日江苏大学硕士学位论文摘要低等白蚁及其共生微生物系统是自然界中木质纤维素降解效率最高的系统之一，其后肠鞭毛虫在木质纤维素降解过程中发挥着重要作用。台湾乳白蚁作为一种广泛分布于世界各地的低等白蚁，其肠道内含有大量鞭毛虫，具有较高的木聚糖降解活性。为了研究鞭毛虫降解木聚糖机理以及发掘新型木聚糖酶基因资源，本研究从木聚糖酶基因在台湾乳白蚁消化道的分布、鞭毛虫群落研究技术方法的建立、鞭毛虫群落变化对后肠木聚糖酶活性的影响、鞭毛虫木聚糖酶基因资源的发掘四个方面解析鞭毛虫

4、在木聚糖降解过程中的作用，取得结果如下：(1)台湾乳白蚁木聚糖酶基因的分布本部分通过对转录组基因的分析，发现5个台湾乳白蚁木聚糖酶基因中有4个分布于后肠，1个分布于前肠。后肠的4个木聚糖酶基因都来自于共生鞭毛虫自身，其中1个为GH10家族基因，另外3个为GH11家族基因。说明相对于消化系统其他部分，白蚁后肠在转化和利用木聚糖过程中承担更为重要的功能，肠道中的鞭毛虫群落可能对木聚糖在白蚁肠道的降解过程有着重要影响。(2)台湾乳白蚁肠道共生鞭毛虫群落研究技术方法的建立对鞭毛虫种类和数量的研究是解析这个微生物群落特殊共生功能的基础，本部分利用根据鞭毛虫特性而设计的鞭

5、毛虫计数板测得的伪披发虫(Pseudotrichonymphagrassii)、全鞭毛虫(Holomastigotoidesmirabile)和旋披发虫(Spirotrichonymphaleidyi)的数量分别为915士66、1895士80、2710-t216头／只。与传统的血球计数板相比，鞭毛虫计数板具有较好的计数稳定性。此外，配合鞭毛虫计数板使用除氧处理的TragerU溶液作为鞭毛虫缓冲液，30分钟后鞭毛虫的存活率为64．4％，显著高于未经除氧处理的TragerU溶液中不到10％的鞭毛虫存活率，有效地延长鞭毛虫在白蚁体外的存活时间。新型鞭毛虫计数板为后续

6、深入研究和观察食木白蚁肠道共生鞭毛虫群落特征、白蚁消化木质纤维素的过程机制奠定了重要的方法基础。(3)台湾乳白蚁肠道鞭毛虫群落与木聚糖酶活相关性台湾乳白蚁肠道鞭毛虫木聚糖酶基因资源的发掘和研究台湾乳白蚁消化道中，木聚糖酶活性主要分布于后肠。饥饿处理后，台湾乳白蚁后肠只有约12．6％的鞭毛虫存活，同时后肠的木聚糖酶比活力降低了约80％，白蚁后肠的鞭毛虫的群落变化对白蚁后肠的木聚糖酶活力有显著性影响。其中，伪披发虫数量的变化对木聚糖酶比活力的影响最显著(F=9126，p

7、；而旋披发虫数量的变化对木聚糖酶比活力无显著影响。说明不同的鞭毛虫在白蚁后肠中分工不同，在木聚糖降解过程中发挥的作用也有较大差异。(4)台湾乳白蚁鞭毛虫木聚糖酶基因的原核表达本部分利用大肠杆菌原核系统异源表达了一个鞭毛虫木聚糖酶基因c厂xyl580，在去除重组质粒的信号肽后，在粗酶液中测得的木聚糖酶比活力为0．09U／mg。经过进一步优化重组质粒密码子，酶活性提高为0．1lU／mg，但其酶、活J陆仍处于一个较低水平，需进一步优化大肠杆菌的表达条件或采用其他的表达载体，进一步提高活性蛋白的表达水平。关键词：台湾乳白蚁，鞭毛虫，木聚糖酶，异源表达II江苏大学硕士学

8、位论文ABSTRACTLowerter