达尔文Mastotermes darwiniensis肠道菌群

下层以木材为食的白蚁Mastotermes darwiniensisFroggatt(图5.1.)是乳白蚁科唯一活着的成员。今天，这一物种仅限于澳大利亚北部，但在中美洲、加勒比地区、欧洲和澳大利亚发现了始新世和中新世的乳白菌化石标本(Thorne et al. 2000)。白蚁隶属于13科282属(表5.1;麦尔斯1999年)。Mastotermes darwiniensis被认为是现存最原始的白蚁物种(Gay and Calaby 1970)。达尔文Mastotermes darwiniensis发展了一个复杂的共生后肠菌群，由原生动物(以前称为古动物;克利夫兰和格里姆斯通1964;Brugerolle et al. 1994;Berchtold和König 1995;Fröhlich和König 1999a,b)，细菌(Berchtold和König 1996;Berchtold等人，1999)，古生菌(Fröhlich和König 1999a,b)和酵母(Prillinger等人，1996;Schäfer et al. 1996)。 De-faunation experiments showed that the protozoa appeared to be essential for the termites survival (Veivers et al. 1983). In amber containing the Miocene termite Mastotermes electrodominicus, a 20-million-year-old fossil microbial community consisting of protists, spirochetes, and other bacteria has been observed (Wier et al. 2002).

尽管白蚁的后肠体积很小，约为0.5-10 ^l，但它们的后肠是形态复杂的系统。白蚁的消化系统由前肠、嗉囊和砂囊、中肠和后肠组成(Noi-rot and Noirot-Timothee 1969;Noirot 1995)。后肠由五个部分(P1-P5)组成:直肠管段、肠瓣、大腹、结肠和直肠。胃是微生物发酵室，但结肠也含有微生物。一些高级白蚁拥有

图5.1。达尔文Mastotermes darwiniensis的群落。士兵和工人都在场

表5.1。拟等翅目分类。(麦尔斯1999;括号内属和种的数目)

较低的白蚁

科:白蚁科(腐木白蚁;5、20)

科:白蚁科(收割白蚁;3、19)

乳白蚁科(原始白蚁;1, - 1)

科:白蚁科(湿木白蚁和干木白蚁;22日,419)

科:鼻白蚁科(地下白蚁;14日,343)

科:serritermitdae (1,1)

白蚁科

大白蚁科(14,349)顶白蚁科(43,202)无白蚁科(17,295)黄白蚁科(91,663)肘白蚁科(28,161)白蚁科(43,288)

肠系膜延长导致中肠和后肠之间的过渡混合段。在较低等、系统发育最原始的白蚁中，Mastotermes darwiniensis, P1和P2非常小。P3，即胃，被细分为扩张的、薄壁的区域(P3a)和厚壁的、管状的区域(P3b)，接着是厚壁的、管状的结肠(P4)和直肠(P5)(图5.2)。

	P3a
			P3b
	太	P1	P5
F	H

图5.2。达尔文Mastotermes darwiniensis的肠道显微照片。F前肠，涎腺，中肠，H后肠。MT马氏小管，P1直肠管段，其次为肠瓣(P1，未标记)，P3a大肚薄壁部分，P3b大肚厚壁部分，P4结肠，P5直肠。毕业后:毫米

图5.2。达尔文Mastotermes darwiniensis的肠道显微照片。F前肠，涎腺，中肠，H后肠。MT马氏小管，P1直肠管段，其次为肠瓣(P1，未标记)，P3a大肚薄壁部分，P3b大肚厚壁部分，P4结肠，P5直肠。毕业后:毫米

在达尔文Mastotermes darwiniensis的情况下，可以检测到上皮细胞以下100 ^m的氧气扩散梯度(Berchtold等，1999年)。

结合rRNA方法、共聚焦激光扫描显微镜和氧微电极测量，研究了达尔文Mastotermes darwiniensis后肠内的肠道微生物群落(Berchtold et al. 1999;cf. König et al. 2002)。达尔文Mastotermes darwiniensis的腹部前部(P3a区)密密地布满了大鞭毛(Deltotrichonympha operculata, Deltotrichonympha nana, Koruga bonita, 1285±244细胞)Mixotricha每白蚁悖论;表5.2)(Berchtold et al. 1999)。从较大的鞭毛虫的体积组合，可以估计出95%的腹部前部(P3a区域)被鞭毛虫原生动物占据。在达尔文Mastotermes darwiniensis中，大约90%的dapi染色细胞与P3a区域的原生动物有关，只有2%附着在肠壁上，其余细胞位于腔腔部分的残余液体体积中。相比之下，P3b/P4区域的鞭毛虫数量要小得多。鞭毛细胞仅占总体积的10%。鞭毛虫在P3a区域提供的潜在可殖民表面积超过了壁的18倍。与P3a区域相反，P3b区域约85%的原核生物附着在壁上。P3b/P4上皮的原核细胞密度(2*106 / mm2)明显高于P3a表面的原核细胞密度(3*104 / mm2)。残留体积中未附着细胞的浓度在P3a区域(7*109 cells / ml)高于P3b/P4区域(1x109 cells / ml)。 The flagellates preferentially colonize the paunch, while low numbers are found in the colon (P4 region) (Berchtold et al. 1999).

继续阅读:螺旋体与鞭毛虫的共生相互作用

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