【摘 要】
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纤维素酶及半纤维素酶在多种工业领域具有重要的应用价值.暗黑鳃金龟幼虫主要取食纤维素及半纤维素含量高的植物根,是研究纤维素酶及半纤维素酶的理想平台.本研究采用简
【机 构】
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华中农业大学植科院,城市与园艺昆虫学研究所,农业微生物学国家重点实验室,430070
【出 处】
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第二届食用昆虫与微生物转化废弃物及资源化利用研讨会
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纤维素酶及半纤维素酶在多种工业领域具有重要的应用价值.暗黑鳃金龟幼虫主要取食纤维素及半纤维素含量高的植物根,是研究纤维素酶及半纤维素酶的理想平台.本研究采用简并引物同源克隆的方法,以暗黑鳃金龟幼虫肠道细菌基因组DNA为模板,分别成功扩增了170条GH8(β-1,4-内切糖苷酶),157条GH2(β-半乳糖苷酶),164条GH10(木聚糖酶),160条GH11(木聚糖酶)以及170条GH36(α-半乳糖苷酶)家族基因序列.基因多样性和丰度分析表明这五大家族的酶基因序列分别归类为27个,24个,19个,14个以及17个操作分类单位(OTU).不同家族基因多样性间存在很大的差异,其中GH8家族基因多样性及丰度均最高(chao1指数为96).此外,GH11家族木聚糖酶基因的多样性要远低于GH10家族的基因多样性,这种多样性的不同暗示这两个糖苷水解酶家族在木聚糖的降解过程中可能发挥着不同的作用.基因进化分析表明,这五大家族的酶基因序列来源于不同的微生物,GH8家族基因序列主要来源于变形菌门(Proteobacteria),GH2,GH10,GH11以及GH36家族基因序列则主要来源于拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes).进一步的序列比对分析表明10.61％的GH2家族基因序列,3.33％的GH8家族基因序列以及18.42％的GH11家族基因序列与已知酶序列的相似性在60％以下.该实验结果说明暗黑鳃金龟幼虫后肠细菌基因组中含有丰富多样的纤维素酶以及半纤维素酶基因,且部分基因序列与已知酶序列的相似性低,可能是新的酶基因.这些酶在幼虫肠道环境内纤维素,半纤维素食物降解过程中发挥着重要的作用.
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