CO2在增加白蚁肠道中内源和外源消化酶活力中的应用

co2在增加白蚁肠道中内源和外源消化酶活力中的应用
技术领域
1.本发明涉及昆虫领域，具体涉及co2在增加白蚁肠道中内源和外源消化酶活力中的应用。


背景技术：

2.木质纤维素是世界上最丰富的可再生资源(zaldivar j,nielsen j,olsson l.fuel ethanol production from lignocellulose:a challenge for metabolic engineering and process integration[j].appl microbiol biotechnol,2001,56(1-2):17-34.)，主要由纤维素、半纤维素和木质素组成(madadi m,abbas a,tu y.pretreatment of lignocelollusic biomass based on improving enzymatic hydrolysis[j].international journal of applied sciences and biotechnology,2017,5(1):1-11.)。酶解木质纤维素是秸秆在资源化利用过程中必不可少的途径，木质纤维素的降解需要多种酶协同完成。在纤维素降解为葡萄糖的过程中，需要内切-β-1,4-葡聚糖酶(endo-β-1,4-glucanase，eg)、β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase，bg)和外切葡聚糖酶(exo-glucanses，cbh)。半纤维素中含量最高的成分是木聚糖，主要由β-1,4-木聚糖酶(endo-β-1,4-xylanase，ex)和β-木糖苷酶(β-xylosidase)降解。木质素降解需要漆酶(laccase，lac)、木质素过氧化物酶(lignin peroxidase，lip)和锰过氧化物酶(mn peroxidase，mnp)等酶类。
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白蚁具有高效降解木质纤维素的能力，它的肠道被视为世界上最小的生物反应器，以木材为食的白蚁对对半纤维素的消化率为65％-87％，对纤维素的消化率则高达74％-99％(sun jz,scharf m e.exploring and integrating cellulolytic systems of insects to advance biofuel technology[j].insect science,2010,17(3):163-165.；brune a.termite guts:the world's smallest bioreactors[j].trends in biotechnology,1998,16:16-21.)。上述酶类大部分均已在白蚁肠道中发现，它们可由白蚁自身或其肠道中的共生微生物进行分泌，具有内源酶和外源酶的双重消化系统(羊桂英,朱娅宁,等.白蚁-共生微生物系统降解木质纤维素研究进展[j].微生物学报,2020,60(12):14.)。eg在白蚁整个肠道中均有分布，内源性eg由白蚁唾液腺分泌，主要分布在前肠和中肠，外源性eg由后肠共生微生物分泌，主要分布在后肠(蒋宇彤,张硕,等.白蚁消化系统转化和降解木质纤维素酶研究进展[j].微生物学报,2020,60(12):15.)。半纤维素会对纤维素酶降解纤维素形成障碍(arakawa g,watanabe h,yamasaki h,et al.purification and molecular cloning of xylanases from the wood-feeding termite,coptotermes formosanus shiraki[j].journal of the agricultural chemical society of japan,2009,73(3):710-718.)，而ex酶解半纤维素有利于白蚁进一步对纤维素进行降解，目前尚未发现白蚁的内源性ex，而外源性ex主要由共生微生物如鞭毛虫、细菌等分泌，主要分布在后肠(蒋宇彤,张硕,等.白蚁消化系统转化和降解木质纤维素酶研究进展[j].微生物学报,2020,60(12):15.)。
system to non-lethal toxic stress in coptotermes formosanus skiraki.insects 2021,12,510.方法，制备粗酶液，测定eg、ex酶活性，计算和分析eg、ex酶活力。
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二、实验结果：
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(1)一定浓度的co2能增强台湾乳白蚁内源和外源eg酶活力(表4-6和图1)。1％、5％和10％的co2浓度相对空气条件，均检测到白蚁肠道的eg酶活力升高。在前肠和中肠，5％的co2浓度能显著促进内源eg酶活力。在后肠，1％的co2浓度能显著促进外源eg酶活力。而且，白蚁取食甘蔗秸秆、稻草秸秆和松木粉时均呈现相似规律，表明酶活力的升高主要由co2浓度引起，与取食何种食物无关。
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表4白蚁前肠eg酶活(u/mg)数据表：
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表5白蚁中肠eg酶活(u/mg)数据表：
[0031][0032]
表6白蚁后肠eg酶活(u/mg)数据表：
[0033][0034]
(2)一定浓度的co2能增强台湾乳白蚁外源ex酶活力(表7和图2)。1％、5％和10％的co2浓度相对空气条件，均检测到白蚁后肠的ex活力更高，1％的co2浓度促进效果最显著。而且，白蚁取食甘蔗秸秆、稻草秸秆和松木粉时均呈现相似的规律，表明酶活力的升高主要由co2浓度引起，与取食何种食物无关。
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表7白蚁后肠ex酶活(u/mg)数据表
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技术特征：
1.co2在增加白蚁肠道中内源和外源消化酶活力中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的消化酶是内切-β-1,4-葡聚糖酶。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的消化酶是β-1,4-木聚糖酶。4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，co2在促进白蚁降解纤维素中的应用。5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，co2在促进白蚁降解半纤维素中的应用。6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的应用，其特征在于，co2的浓度体积分数1～10％。7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，co2的浓度体积分数1～5％。8.根据权利要求1、2、3、4或5所述的应用，其特征在于，所述的白蚁是台湾乳白蚁。

技术总结
本发明公开了CO2在增加白蚁肠道中内源和外源消化酶活力中的应用。本发明发现CO2增强台湾乳白蚁内源和外源EG和EX酶活力，促进白蚁的纤维素和半纤维素的分解。的纤维素和半纤维素的分解。的纤维素和半纤维素的分解。


技术研发人员：吴文静 李志强 张世军 刘炳荣 周虹 冯淑怡
受保护的技术使用者：广东省科学院动物研究所
技术研发日：2022.05.30
技术公布日：2022/7/15