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白蚁以木质纤维为主要食物，并能将其高效降解。低等白蚁后肠内栖息着大量鞭毛虫，这些鞭毛虫组成一个群落，在木质纤维素的降解过程中发挥着重要的作用。台湾乳白蚁Coptotermes formosanus是一种广泛分布的低等白蚁。为研究其肠道鞭毛虫降解木质纤维素的机理以及发掘具有应用前景的新型木质纤维素降解酶，本研究从解析鞭毛虫群落组成、纤维素酶的功能筛选、鞭毛虫元转录组分析及基因功能研究三个方面开展。 对白蚁肠道鞭毛虫种类和数量的研究是解析这个原生动物群落功能的基础。本研究通过形态特征和分子生态学方法对鞭毛虫群落的组成进行了调查。通过光学显微镜和扫描电子显微镜观察，鉴定了台湾乳白蚁肠道内的3种鞭毛虫，分别为伪披发虫Pseudotrichonympha grassii、全鞭毛虫Holomastigotoides mirabile和旋披发虫Spirotrichonympha leidyi。对18S rDNA文库限制性片段长度多态性的分析获得了四种18S rDNA序列，伪披发虫、旋披发虫各一种，全鞭毛虫两种。系统发生分析表明，台湾乳白蚁肠道鞭毛虫均属于Parabasalia门，其中伪披发虫属于Teranymphidae科，全鞭毛虫属于Holomastigotoididae科，旋披发虫属于Trichonymphidae科。鞭毛虫细胞计数结果显示，工蚁肠道内平均含伪披发虫780±179头，全鞭毛虫1630±391头，旋披发虫2950±1003头。 为了获取鞭毛虫参与木质纤维素降解的功能基因，本研究以鞭毛虫群落总RNA为材料，构建了全长cDNA表达文库。文库分别在4种含有不同底物的平板培养基上进行功能筛选。通过羧甲基纤维素-刚果红染色法获得了11个具有水解圈的阳性克隆。经过序列验证最终克隆到一个内切葡聚糖酶编码基因CfP-EG。该基因具有924bp的开放阅读框，3端非编码区具有poly(A)序列，编码的蛋白质分子量为33.7 kDa。该酶属于糖基水解酶第五家族成员，含有一个催化域。其信号肽位于第1-18位氨基酸残基，催化域位于第28-270位残基，预测的催化位点为第144位和第231位的谷氨酸。系统发生分析显示该酶与来源于原生动物的纤维素酶聚成一类，与旋披发虫的内切葡聚糖酶相似性最高。 尽管通过文库筛选获得了一个内切葡聚糖酶基因，但筛选的阳性率较低。高通量测序技术的出现，使得获取整个鞭毛虫群落表达的基因信息成为可能。通过对鞭毛虫群落元转录组的454焦磷酸测序，一共获得了80.3 Mbp的序列。KEGG注释揭示元转录中与吞噬作用、细胞骨架动态平衡和糖代谢相关通路是优势通路。在元转录组中发现了155个与木质纤维素降解相关的基因，其中包括118个糖基水解酶(Glycosyl hydrolase)，6个糖基转移酶（Glycosyl transferase），5个糖酯酶(Carbohydrate esterase)，4个多聚糖裂解酶(Polysaccharide lyases)，10个糖基结合元件(Carbohydrate-binding module)和其它12个糖活性蛋白(Carbohydrate active protein)。其中糖基水解酶包括纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、几丁质酶和α-糖酶。在发现的18个糖基水解酶家族(GlycosylHydrolase Family，GHF)中，GHF7家族的纤维素酶不论在数量上还是表达量上都是最多的，该家族成员可能是木质纤维素降解过程中的关键酶。对糖基水解酶物种来源的分析发现鞭毛虫主要参与纤维素、半纤维素、果胶和α-糖的降解，缺乏编码降解木质素的酶。随后选择了一个高表达的鞭毛虫糖基水解酶作为研究对象，对其酶活性质进行了研究。结果表明该基因编码一个GHF10家族的木聚糖酶，其氨基酸序列与已知木聚糖酶的相似性仅为70％。该酶最适pH为6.0，最适温度为50°C。该酶是首个从台湾乳白蚁肠道鞭毛虫中获得的GHF10家族木聚糖酶，拓展了对鞭毛虫群落半纤维素降解机制的认识。最后，为了在体内研究鞭毛虫糖基水解酶的功能，针对GHF7家族的纤维素酶，选择了一个高表达的伪披发虫基因PgCBH作为靶标合成了siRNA，通过饲喂的方法将siRNA输送到白蚁肠道。对PgCBH的RNA干扰能下调该基因的表达量，造成伪披发虫死亡。RNA干扰导致外切葡聚糖酶的活性显著降低，进而造成白蚁宿主死亡。本研究通过饲喂siRNA特异地干扰了白蚁肠道鞭毛虫纤维素酶基因，并证明表达PgCBH的伪披发虫是白蚁外切葡聚糖酶活的主要来源。该基因是鞭毛虫降解木质纤维素的关键基因，同时也能作为白蚁生物防治的靶标，具有害虫治理方面的应用潜力。