土白蚁种质资源遗传分化及营养成分分析

论文摘要

白蚁是一类原始的社会性昆虫,也是重要的经济昆虫。其中,土白蚁属Odontotermes（Isoptera:Termitidae）隶属于具有培养真菌习性的大白蚁亚科Macrotermitinae为“培菌性白蚁”。土白蚁个别种类会对人类及环境造成严重危害,但大部分土白蚁还是生态系统中重要的分解者,对人类而言具有极高的营养价值,因此,是重要的资源性昆虫。我国土白蚁资源丰富,但是目前土白蚁种质资源分类有待厘定,营养价值基础数据有待完善。所以,本研究主要对华南及周边地区的土白蚁进行遗传多样性分析,对优势种黑翅土白蚁Odontotermes formosanus进行种群遗传分化研究,以及基于代谢组学产物数据测定,对不同处理方式之间白蚁营养成分进行比较分析,以期对土白蚁种质资源的综合利用奠定基础。主要研究结果如下:1、基于线粒体COⅡ,16S rRNA基因对现有土白蚁标本进行了系统发育分析:COⅡ基因相较16S rRNA基因能更好地反映土白蚁种间关系;COⅡ基因表明粗颚土白蚁 Odontotermes gravelyi与细颈土白蚁Odontotermes angustignathus 亲缘关系较近;COⅡ与16S rRNA同时指出,O.javanicus可能为我国土白蚁的新记录种,洛阳土白蚁Odontotermes luoyangensis、富阳土白蚁Odontotermes fuyangensis 和黑翅土白蚁Odontotermes formosanus可能存在同物异名的现象;浦江土白蚁odontotermes pujianensis、双工土白蚁Odontotermes dimorphus与黑翅土白蚁亲缘关系很近。2、基于线粒体COⅡ与16S rRNA基因标记分析我国华南及周边地区的黑翅土白蚁种群遗传分化:我国云南地区的黑翅土白蚁种群有分化,但不明显;COⅡ基因能将不同地理种群的黑翅土白蚁进行区分;COⅡ基因相较于16S rRNA基因能较好的反应出黑翅土白蚁不同地理种群内部的遗传差异问题。此外,日本与我国的黑翅土白蚁种群遗传分化较大。3、基于色谱-超高效液相色谱与四级杆-飞行时间质谱联用技术（HILIC UHPLC-Q-TOF MS）对黑翅土白蚁液氮（TL）与冻干（TD）进行代谢组学检测,分析冻干处理对土白蚁营养成分含量的影响。经检测结果为:（1）共有26种氨基酸及其衍生物,其中有23种氨基酸及其衍生物得到上调;（2）黑翅土白蚁液氮（TL）与冻干（TD）进行中长链脂肪酸检测后,得到的19种中长链脂肪酸全部上调,其中单不饱和脂肪酸约占检测到的脂肪酸的26.3%,饱和脂肪酸占75%,多不饱和脂肪酸约占26.3%。（3）黑翅土白蚁液氮（TL）与冻干（TD）进行非靶检测中,共有144种显著性差异代谢物。其中,TDf组对比TLf组上调表达的有111个显著性差异代谢物（27种氨基酸、41种有机酸、6种生物胺、4种糖类、3种维生素、3种酚、1种酯以及其他28种化合物）,下调表达的有33个显著性差异代谢物。涉及的代谢通路有:中枢碳原子代谢,ABC转运蛋白,蛋白质消化和吸收,氨基酸-RNA生物合成,矿物质吸收等。基于代谢物成分分析,黑翅土白蚁具有较高的营养价值,冻干处理更有利于运输和保存。4、基于色谱-超高效液相色谱与四级杆-飞行时间质谱联用技术（HILIC UHPLC-Q-TOF MS）对黄翅大白蚁和Macrotermes barneyi液氮（ML）与黑翅土白蚁液氮（TL）进行代谢组学检测,分析俩种白蚁间的营养价值差异。检测结果显示:（1）共有26种氨基酸以及胆碱和腐胺这2种氨基酸衍生物,其中14种氨基酸均上调;（2）黄翅大白蚁液氮（ML）与黑翅土白蚁液氮（TL）进行脂肪酸检测后,发现所检测到的20种中长链脂肪酸中有14种上调:多不饱和脂肪酸约占28.5%,饱和脂肪酸约占42.8%,而单不饱和脂肪酸也约占28.5%（3）黄翅大白蚁液氮（ML）与黑翅土白蚁液氮（TL）进行非靶检测后,发现共有171种显著性差异代谢物,其中上调表达的有106个显著性差异代谢物,下调表达的有65个显著性差异代谢物。其中,显著性上调差异代谢物包括:38种氨基酸、16种有机酸、3种糖类、4种生物胺、2种维生素、12种脂肪酸以及31种其他代谢产物。所涉及的代谢通路有:嘌呤代谢,ABC转运蛋白,中枢碳原子代谢,蛋白质消化和吸收,氨基酸-tRNA生物合成等。不同种白蚁之间的营养成分有差异,在糖类和氨基酸方面,黑翅土白蚁优于黄翅大白蚁。

论文目录

摘要

Abstract

第1章前言

1.1 培菌性白蚁介绍

1.1.1 培菌性白蚁概况

1.1.2 土白蚁概况

1.2 土白蚁系统发育研究进展

1.2.1 土白蚁形态分类学研究进展

1.2.2 分子生物学技术在白蚁系统学研究中的应用

1.3 白蚁营养成分研究进展

1.3.1 代谢组学研究进展

1.3.2 白蚁在代谢组的研究进展

1.3.3 土白蚁营养价值研究进展

1.4 研究内容,目的及意义

第2章华南及周边地区土白蚁系统发育分析

2.1 标本的采集与保存

2.2 主要仪器和试剂

2.3 试验方法

2.3.1 DNA的提取和检测

2.3.2 基因PCR扩增和测序

2.4 结果与分析

2.4.1 COⅡ基因序列分析

2.4.2 16S rRNA基因序列分析

2.5 讨论

第3章黑翅土白蚁种群遗传分化

3.1 标本的采集与保存

3.2 试验主要仪器和试剂

3.3 试验方法

3.3.1 DNA的提取和检测

3.3.2 COⅡ与16S rRNA基因PCR扩增和测序

3.3.3 数据处理与分析

3.4 结果与分析

3.4.1 COⅡ基因分析

3.4.2 16S rRNA基因分析

3.5 讨论

第4章黑翅土白蚁基于代谢组学的营养成分分析

4.1 试验材料

4.1.1 主要设备及材料

4.2 试验方法

4.2.1 样品预处理

4.2.2 代谢物提取

4.2.3 检测与分析方法

4.2.4 数据处理

4.3 试验结果

4.3.1 非靶代谢组分析

4.3.2 氨基酸代谢组结果及分析

4.3.3 脂肪酸分析结果

4.4 讨论

4.4.1 黑翅土白蚁冻干与黑翅土白蚁液氮处理营养成分比较

4.4.2 黄翅大白蚁液氮与黑翅土白蚁液氮营养成分比较

第5章总结

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张欢欢

导师: 尤平,李志强

关键词: 黑翅土白蚁,线粒体基因,系统发育,代谢组学,营养成分

来源: 陕西师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 陕西师范大学

分类号: Q963

DOI: 10.27292/d.cnki.gsxfu.2019.001202

总页数: 100

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