两种木食性白蚁肠道内厌氧与兼性厌氧细菌的分离纯化及一株伯克氏菌的初步鉴定

摘要

白蚁是重要的生物质降解者，尤其在热带和亚热带地区，在木质素的循环利用方面扮演着至关重要的角色。白蚁体内寄居着丰富的多种多样的微生物，这些共生微生物被认为对于白蚁消化吸收木质纤维素和研究宿主社会性行为进化至关重要。此外，这种共生关系不仅对宿主有利，而且对肠道内的微生物也是有利的。白蚁肠道内的这些共生微生物形成共生系统，对白蚁高效降解木质纤维素极其重要。因此，了解白蚁肠道内的微生物共生系统是非常有意义的。
　　 本文中我们选取两种木食性白蚁为研究对象，一种低等白蚁-黑胸散白蚁(Reticulitermes chinensis Snyder)和一种高等白蚁-象白蚁Nasutitermes sp.，采用6种培养基对这两种白蚁肠道内的可培养厌氧和兼性厌氧细菌进行分离纯化，并对这两种白蚁所得实验结果进行比较和分析，为进一步阐述在不同种类的木食性白蚁肠道内这些共生微生物的作用和功能及白蚁消化利用木质纤维素的具体机制打下基础。本实验的主要研究结果如下：
　　 1.以1/3TSB培养基对象白蚁肠道内可培养厌氧与兼性厌氧菌数量做了MPN测定，结果显示每个白蚁Nasutitermes sp.肠道内厌氧与兼性厌氧细菌的数量是1.10×105；以PY②培养基对象白蚁Nasutitermes sp.肠道内可培养厌氧与兼性厌氧纤维杆菌进行了MPN测定，结果显示每个白蚁肠道内可培养厌氧与兼性厌氧纤维杆菌的数量是1.25×104个。
　　 2.选用TSB、LB、PY①和PM①等6种培养基对象白蚁肠道内可培养厌氧与兼性厌氧细菌进行分离与纯化，结果从象白蚁Nasutitermes sp.肠道内共分离到55株厌氧和兼性厌氧细菌，对这些分离株16S rRNA基因序列分析表明这55株细菌属于11个不同的属，其中22％的细菌分离株为乳球菌属细菌，占明显优势。其次是假单胞菌属，占分离菌总数的18％。此外，柠檬酸杆菌属、特拉布斯氏菌属、梭菌属细菌也占有较高比例，分别为13％、11％和9％，其它分离菌还包括肠杆菌、肠球菌、葡萄球菌和拟杆菌等。
　　 3.以1/3TSB培养基对黑胸散白蚁肠道内可培养厌氧与兼性厌氧菌数量进行了MPN测定，结果显示每个白蚁肠道内可培养厌氧与兼性厌氧细菌的数量是3.55×104个。
　　 4.选用TSB、LB和PY②等3种培养基对黑胸散白蚁肠道内可培养厌氧与兼性厌氧细菌进行分离与纯化，结果从黑胸散白蚁肠道内共分离到66株厌氧和兼性厌氧细菌，对这些分离株16S rRNA基因序列分析表明这66株细菌属于7个不同的属，其中39％的细菌分离株为肠杆菌属细菌，占绝对优势。其次是柠檬酸杆菌属细菌，占分离菌总数的30％。此外，假单胞菌属和约克氏菌属细菌也占有较高比例，分别为15％和6％，其它分离菌还包括芽孢杆菌属、葡萄球菌属、乳球菌属细菌。
　　 本研究的结果表明，栖息在黑胸散白蚁和象白蚁Nasutitermes sp.肠道内的厌氧与兼性厌氧细菌的多样性、种群结构都有着显著的差异，如特拉布斯氏菌属、梭菌、拟杆菌、类芽孢杆菌等在黑胸散白蚁肠道内没有分离株出现；约克氏菌在象白蚁Nasutitermes sP.肠道内没有分离株出现。推测这种差异可能与肠道生理生化特性、白蚁降解木质纤维素的不同机制及白蚁肠道内鞭毛虫的有无等密切相关。
　　 5.从形态学、生理生化等方面对从黑胸散白蚁肠道内分离的一株伯克霍尔德氏菌(TS-14)进行了初步研究。该细菌为革兰氏阴性细菌，呈直杆状(长约1-2μm，宽0.5μm)，菌落圆形，湿润，乳白色不透明，有光泽，光滑，边缘比较整齐，无鞭毛，不具有运动性。菌株TS-14最适培养条件为：耐盐度为1.5％，盐浓度大于1.5％细菌不能生长，PH生长范围为3.5至10.0，最适生长PH为5.5，温度生长范围为15℃-40℃，最适生长温度30℃。细菌(G+C)mo1％含量为67.67％。综合形态学特征、生理生化特征、(G+c)mo1％含量及16S r DNA序列分析表明该株细菌属于伯克霍尔德氏菌属中的鼻疽伯克霍尔德氏菌种。