不同飼料飼養(yǎng)的近暗散白蟻工蟻腸道中差異蛋白分析

蘇麗娟, 趙鵬飛, 杜運良, 關(guān)宇梁, 郭瑞瑤, 陰正興, 宋安東,*

(1. 河南農(nóng)業(yè)大學生命科學學院, 鄭州 450002; 2. 大壩(河南)工程技術(shù)有限公司, 鄭州 450018;3. 河南牧業(yè)經(jīng)濟學院, 鄭州 450046)

由于白蟻的等級多型性、共生微生物、生態(tài)位置和以木質(zhì)纖維素為食的特殊能力，其長期以來吸引著生物學家和研究者為之著迷(Bignell, 2019; Vargo, 2019; Miura and Maekawa, 2020)。由于白蟻與腸道微生物互作及其營養(yǎng)生理和生態(tài)等因素使白蟻能夠克服木頭頑固的降解屏障，從而以木質(zhì)纖維素為食，這些微生物包括真核原生動物、細菌和古菌，另外還有一些白蟻存在與巢真菌的外部共生關(guān)系(Brune, 2014; Bignell, 2019; Scharf, 2021)。白蟻的食性廣泛，喜食腐殖化程度高的食物，主要包括枯木、雜草、枯枝落葉、有機質(zhì)泥土等食物。其中木質(zhì)纖維素通常是指50%～65%的碳水化合物(纖維素和半纖維素)、20%～25%的酚類(木質(zhì)素、單脂醇及其他酚類)、～20%的其他成分如植物次生代謝物和很少量的蛋白(Lange, 2007; Scharf and Tartar, 2008)。其中對白蟻來說最難降解的是植物次生代謝物(包括多聚乙酰、生物堿、香豆素、糖苷、木脂素、黃酮類、二苯乙烯類、單寧類、萜類和環(huán)庚三烯酚酮等)，木質(zhì)素和相關(guān)的酚類，以及結(jié)晶纖維素，但是白蟻腸道具有強大的解毒酶和抗氧化機制，可以用來降解這些有毒成分(Tartaretal., 2009; Sethietal., 2013; Friedmanetal., 2020)。關(guān)于碳水化合物，纖維素和半纖維素聚合物含有β-糖苷鍵，需要白蟻腸道內(nèi)特異性的酶水解，這些酶包括內(nèi)切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶、木聚糖酶、半纖維素酶、酯酶和其他糖苷水解酶(Sethietal., 2013; Scharf, 2015a)。另外，由于木材中的氮含量很低，僅有0.03%～0.10%，因此白蟻生長中所需要的氨基酸通過腸道內(nèi)共生的固氮菌來解決(Bar-Shmueletal., 2020)。

迄今為止人們對白蟻消化生理的研究從對其胃腸道結(jié)構(gòu)的理解發(fā)展到纖維素酶等相關(guān)酶和蛋白的解讀，對腸道內(nèi)蛋白的研究主要集中在木質(zhì)纖維素酶的研究：一是從組學水平對木質(zhì)纖維素酶進行鑒定和分析；二是對酶進行克隆、表達和酶學特性的分析，以期得到能夠開發(fā)利用的酶。白蟻腸道內(nèi)容物中受關(guān)注的木質(zhì)纖維素酶最多，比如白蟻的后腸共生菌Trinervitermestrinervoides的宏基因組結(jié)果發(fā)現(xiàn)25個纖維素酶和半纖維素酶，包括14個糖苷水解酶家族蛋白，即8個GH5, 4個GH9, 以及2個GH13, GH2或GH10等，其中有內(nèi)切纖維素酶、外切纖維素酶、木聚糖內(nèi)切酶和α-巖藻糖苷酶等(Rashamuseetal., 2017; Wuetal., 2021)。文獻報道有100多種經(jīng)過PCR擴增再經(jīng)過異源重組表達的白蟻或共生的消化酶，占據(jù)絕大多數(shù)的是糖基水解酶(glycosyl hydrolase, GH)(95%)，還有少數(shù)的酚氧化酶/木質(zhì)素酶和酯酶。糖基水解酶主要包括GHF9(42%), GHF5(28%), GHF7(11%), GHF45(9%), GHF1(6%)和GHF11(2%)等(Scharf, 2015b)。

另外有研究報道不同食物導致白蟻腸道菌群數(shù)量、種類發(fā)生改變。例如，用草質(zhì)和木質(zhì)食物飼喂黃肢散白蟻Reticulitermesflaviceps，腸道菌群結(jié)構(gòu)變化不大，但用農(nóng)作物玉米秸稈飼喂時，菌群數(shù)量、種類都發(fā)生大幅度減少，可能是木頭和玉米秸稈相比，其三素結(jié)合形式、含量都有很大差異，導致白蟻對食物喜好選擇性不同，也證明白蟻對不同食物降解時存在底物特異性(Huangetal., 2013; Wangetal., 2016; Suetal., 2017)。又由于白蟻腸道內(nèi)的木質(zhì)纖維素酶一部分來源于白蟻自身，一部分由腸道微生物分泌，為白蟻降解木質(zhì)纖維素的研究增加了復雜性和難度(Vargo, 2019)，因此對底物特異性降解的研究有待于進一步深入。本研究用3種飼料(松木、秸稈、濾紙)飼養(yǎng)近暗散白蟻Reticulitermesperilucifugus工蟻，通過雙向電泳聯(lián)合MALDI-TOF/TOF對比分析工蟻腸道前中腸和后腸蛋白質(zhì)變化，確定白蟻工蟻腸道蛋白組成如何響應不同營養(yǎng)成分的變化，為進一步了解白蟻的營養(yǎng)消化吸收及其調(diào)控機理，也為挖掘白蟻生物系統(tǒng)中的高效降解酶提供參考。

1 材料與方法

1.1 白蟻采集及樣品準備

近暗散白蟻采自河南省信陽商城縣金剛臺鄉(xiāng)(31°76′N, 115°54′E)，采集到的白蟻首先進行物種鑒定，包括外部形態(tài)(黃復生等, 2000)和分子鑒定(彭一丁等, 2017)。然后在黑暗、25℃左右、相對濕度>50%的條件下飼養(yǎng)備用。取3齡以上的白蟻工蟻分3組(每組3個重復)，放入底部為1%瓊脂、上面加入適量的松木(木質(zhì)素18.5%，纖維素和半纖維素66.2%)、秸稈(木質(zhì)素11.8%，纖維素和半纖維素62.3%)或者濾紙碎屑(纖維素和半纖維素99.9%)的塑料盒中飼養(yǎng)兩周。取白蟻工蟻置于冰盒上，用解剖針從白蟻泄殖口輕輕拉出腸道，將其分為前中腸(前腸和中腸兩段)和后腸兩部分(圖1)，分別裝入2 mL Eppendorf管中，管內(nèi)添加100 mmol/L PBS，5 mmol/L EDTA和1 mmol/L PMSF蛋白酶抑制劑1 mL，-20℃保存?zhèn)溆谩２煌暳巷曫B(yǎng)時需要解剖的白蟻頭數(shù)不同，松木飼養(yǎng)時前中腸需要約2 000頭、后腸約1 000頭，秸稈飼養(yǎng)時前中腸需要約3 500頭、后腸約1 800頭，濾紙飼養(yǎng)時前中腸需要約3 000頭、后腸約2 000頭。

圖1 近暗散白蟻工蟻腸道解剖示意圖

1.2 腸道及其內(nèi)容物蛋白的提取和純化

取前面解剖的2 mL Eppendorf管中近暗散白蟻工蟻腸道樣品，4℃ 12 000 g離心15 min，上清置于另一2 mL Eppendorf管中。沉淀中加入200 μL蛋白提取液及研磨粉(美國Invent Biotechnologies公司)，研磨3 min，冰浴5 min，加入第一步上清液定量到2 mL，渦旋混勻。冰浴5 min后4℃ 12 000 g離心15 min，取上清(避開漂浮在上邊脂肪層)。加50% TCA-冰丙酮(TCA-丙酮∶樣品=1∶2, v/v)搖勻，-20℃放置10 min。之后轉(zhuǎn)到4℃靜置1 h左右，4℃ 13 000 g離心10 min。倒掉上清，扣至吸水紙上，控干液體。加冰丙酮沖洗3次，每一次需要渦旋儀震蕩，使蛋白沉淀充分分散。3次沖洗間隔6 h，最后一次過夜，每次可見白色粉末狀沉淀。沖洗完畢后，放干蛋白(一定要保證干燥，但不能放置時間過長，使其結(jié)塊，影響蛋白水化)。之后加300 μL水化液，手動渦旋轉(zhuǎn)速。水化時間定在8 h左右，放置在30℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)，每隔1 h渦旋1 min。之后20℃ 22 527 g離心15 min，取上清。離心后根據(jù)Bradford法(1976)計算蛋白濃度。上樣量在2 000 μg，溶液在100～200 μL之間。

1.3 雙向電泳

蛋白樣品置室溫溶解，加入水化液(6 mol/L尿素，2 mol/L硫脲，65 mmol/L DTT，4% CHAPS， 0.2% Bio-Lyte)充分混勻。用冷凍保存的線性IPG預制膠條(11 cm，pH 4-7)，室溫放置10 min，沿著聚焦盤的邊緣從左到右線性加入等量(體積和質(zhì)量)的蛋白樣品，蛋白樣品加入時需要連貫，保證沒有氣泡，膠條放置時來回拉動使樣品和膠條充分結(jié)合。膠條上方覆蓋礦物油，加滿聚焦盤，防止膠條水化過程中液體的蒸發(fā)。分清正負極，輕輕地將IPG膠條膠面朝下置于聚焦盤或水化盤中樣品溶液上，使得膠條的正極(標有+)對應于聚焦盤的正極，對好正負極，設(shè)置等電聚焦程序。

等電聚焦程序為：電流保證不超過50 μA，S1 50 V主動水化12 h→S2 200 V線性1 h→S3 1 000 V快速1 h→S4 9 000 V線性2 h升壓→S5 9 000 V聚焦8 h→S6 500 V快速，保持12 h，聚焦結(jié)束的膠條用超純水潤洗，輕輕沖去膠條表面礦物油，轉(zhuǎn)移至平衡管中，加入5 mL平衡緩沖液A[50 mmol/L Tris-HCl (pH 8.8)，6 mol/L尿素，30%甘油，2% SDS，1% DTT(現(xiàn)加現(xiàn)用)，0.2%溴酚藍溶液]，放上水平搖床上搖晃15 min。取出膠條后轉(zhuǎn)移到平衡緩沖液B中[50 mmol/L Tris-HCl (pH 8.8)，6 mol/L尿素，30%甘油，2% SDS，1.5%碘乙酰胺(現(xiàn)加現(xiàn)用)，0.2%溴酚藍溶液]，放上水平搖床上搖晃15 min。平衡完畢進行第二向SDS-PAGE電泳，配制12%分離膠和4%濃縮膠進行第二向SDS-PAGE電泳。恒溫15℃，先用低電壓100 V/3 W/10 min、后用180 V/12 W/3 h 40 min電泳，考馬斯亮藍R250溶液染色膠，冰乙酸脫色后凝膠成像。

1.4 生物信息學分析和MALDI-TOF/MS測序

染色后的凝膠用PD Quest軟件分析圖譜，比較不同飼料白蟻前中腸和后腸中差異蛋白的灰度值，確認其顯著差異的蛋白(灰度比值大于1.5倍)。用雙向電泳的至少2個標準蛋白質(zhì)計算樣品膠中蛋白質(zhì)點分子量和等電點的實驗值。選取差異表達蛋白點，用滅菌和去頭的黃色槍頭沿著染色邊緣切下差異蛋白點放入Eppendorf管中，進行蛋白質(zhì)酶解，即測序級胰蛋白酶Trypsin 溶液酶解，用串聯(lián)飛行時間質(zhì)譜儀(5800 MALDI-TOF/TOF, AB SCIEX)進行測試分析。

用MALDI-TOF/MS的數(shù)據(jù)采集軟件Flexcontro 1 3.0對樣品孔的數(shù)據(jù)進行采集，每孔取10個進行激光點擊其不同位置。運用數(shù)據(jù)庫World-2D PAGE, UniProt, ExPASy, NCBI和GenBank等對生物信息進行收集、加工、存儲、分析與解析的方法來詮釋實驗的結(jié)果。

2 結(jié)果

2.1 腸道及其內(nèi)容物蛋白點的豐度

2.1.1同種飼料飼養(yǎng)時前中腸和后腸中蛋白豐度比較: 近暗散白蟻工蟻用松木、秸稈和濾紙飼養(yǎng)的前中腸及其內(nèi)容物蛋白的雙向電泳圖譜如圖2(A, B, C)，后腸及其內(nèi)容物蛋白的見圖2(D, E, F)。用PD Quest軟件分析發(fā)現(xiàn)，松木飼養(yǎng)時前中腸共有412個可辨蛋白點(圖2: A),后腸共有301個可辨蛋白點(圖2: D)，豐度值差異在1.5倍以上的有251個;秸稈飼養(yǎng)時前中腸共有351個可辨蛋白點(圖2: B),后腸共268個可辨蛋白點(圖2: E)，豐度值差異在1.5倍以上的有194個;濾紙飼養(yǎng)時前中腸共有395個可辨蛋白點(圖2: C),后腸共296個可辨蛋白點(圖2: F),豐度值差異在1.5倍以上的有201個。

2.1.2不同飼料飼養(yǎng)時腸道相同部位中蛋白豐度的比較：不同飼料飼養(yǎng)時近暗散白蟻前中腸對比(圖2: A, B, C)發(fā)現(xiàn)，松木飼養(yǎng)與秸稈飼養(yǎng)相比差異蛋白點(差異點均為1.5倍以上的蛋白點)123個,松木飼養(yǎng)與濾紙飼養(yǎng)相比差異蛋白點106個,濾紙飼養(yǎng)與秸稈飼養(yǎng)相比差異蛋白點75個。對不同飼料飼養(yǎng)時近暗散白蟻后腸中差異蛋白對比(圖2: D, E, F)發(fā)現(xiàn)，松木飼養(yǎng)與秸稈飼養(yǎng)相比差異蛋白點112個，松木飼養(yǎng)與濾紙飼養(yǎng)相比差異蛋白點93個，秸稈飼養(yǎng)與濾紙飼養(yǎng)相比差異蛋白點63個。

近暗散白蟻工蟻腸道雙向電泳圖譜結(jié)果顯示相同飼喂條件時前中腸可辯蛋白點明顯多于后腸；3種飼料飼喂時前中腸和后腸雙向電泳圖譜可辨蛋白點多少均依次是松木飼養(yǎng)>濾紙飼養(yǎng)>秸稈飼養(yǎng)；其中有21個相同蛋白點共同存在于6張膠圖上，表達量雖有所變化，但均是豐度值高的蛋白。通過對比發(fā)現(xiàn)，飼料從用野外的松木變?yōu)闉V紙時，工蟻前中腸和后腸的可辨蛋白點分別減少17和5個，而飼料從野外的松木變?yōu)榻斩挄r，工蟻前中腸和后腸的可辨蛋白點分別減少61和36個。

2.2 腸道及其內(nèi)容物蛋白的鑒定和差異

根據(jù)飼養(yǎng)條件的不同、前中腸和后腸的差異，選取蛋白點豐度比值在1.5倍以上的膠點，同時避免選取存在有條紋和豐度很高的蛋白點進行扣點和MALDI-TOF/TOF鑒定分析，之后對蛋白質(zhì)用UniProt和Swiss-Prot數(shù)據(jù)庫進行分析?？埸c部位如圖2中紅色數(shù)字所示，測序結(jié)果見表1。蛋白點測序結(jié)果按功能分別進行歸類，主要為具有催化活性的蛋白、細胞組成蛋白和信號傳導蛋白(圖3)，其中前中腸和后腸均是具有催化活性的蛋白最多，分別占45.65%和48.28%，包括碳代謝、糖酵解、纖維素降解和丙酮酸代謝相關(guān)酶等；細胞組成蛋白次之，分別是34.78%和37.93%。

圖2 木質(zhì)纖維素含量不同的3種飼料飼養(yǎng)的近暗散白蟻工蟻前中腸和后腸內(nèi)容物的雙向電泳圖譜

通過對差異蛋白的分析發(fā)現(xiàn)，不同飼料飼喂的近暗散白蟻前中腸和后腸的主要差異蛋白質(zhì)為具有催化活性的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)包括與氨基酸代謝、丙酮酸代謝、碳代謝、TCA循環(huán)、糖酵解、糖異生、氮代謝、纖維素降解相關(guān)的酶及一些具有其他催化活性的蛋白質(zhì)(圖3)。松木飼養(yǎng)時前中腸上調(diào)的蛋白質(zhì)有38個，后腸上調(diào)12個；秸稈飼養(yǎng)時前中腸和后腸上調(diào)的各有7個；濾紙飼養(yǎng)的前中腸上調(diào)的有2個，后腸上調(diào)的有10個(表1)。

表1 近暗散白蟻工蟻用不同飼料飼養(yǎng)時腸道及其內(nèi)容物差異蛋白的MALDI-TOF/TOF鑒定結(jié)果

圖3 雙向電泳鑒定的木質(zhì)纖維素含量不同的3種飼料飼養(yǎng)的近暗散白蟻工蟻腸道蛋白質(zhì)分類

其中,松木飼養(yǎng)時前中腸上調(diào)的蛋白有腺苷酸琥珀酸裂解酶(圖2中A1)、蘋果酸脫氫酶(A6)、二氫硫辛酸脫氫酶(A7)、烯醇化酶(A8)、丙酮酸脫氫酶E1(A11)、磷酸丙糖異構(gòu)酶(A15)、唾液纖維素酶(A28)和磷酸甘油酸變位酶2(A44)等;濾紙與秸稈飼養(yǎng)前中腸均上調(diào)的有熱激蛋白70(A5)、伴侶蛋白DnaK(A5)、DNA聚合酶delta催化亞基(A22)、過氧化氫酶(A25)和碳酸酐酶(B7)等。

松木飼養(yǎng)時后腸上調(diào)的蛋白有熱激蛋白70(D1)、伴侶蛋白Dnak(F9)、碳酸酐酶(A13)和異檸檬酸脫氫酶(D6)等；秸稈飼養(yǎng)時后腸上調(diào)的蛋白有碳酸酐酶(B7)、蛋白酶α亞基(E4)和內(nèi)切葡聚糖酶(E9)等； 濾紙飼養(yǎng)時后腸上調(diào)的蛋白有醛酮還原酶(F2)、蛋白酶β亞基(F3)、過氧化物酶1(F7)、伴侶蛋白Dnak(F9)、蘋果酸酶(F11)和羧酸酯水解酶(F12)等。

3 討論

白蟻可以將難以降解的木質(zhì)纖維素作為其食物來源，其腸道內(nèi)的內(nèi)源性酶或共生菌分泌的酶協(xié)同將食物的纖維素和半纖維素成分分解轉(zhuǎn)化為葡萄糖和戊糖，這些單糖再由白蟻或共生菌吸收進行身體必需的代謝(Brune and Ohkuma, 2011)。但是由于木材中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)和含量不同，導致白蟻飼用不同的食物時，腸道內(nèi)微生物的組成發(fā)生變化(Bouciasetal., 2013; Huangetal., 2013; Raychoudhuryetal., 2013)。本研究發(fā)現(xiàn)，近暗散白蟻用不同營養(yǎng)成分的飼料飼養(yǎng)時，其腸道內(nèi)的蛋白可辨膠點數(shù)量也發(fā)生變化，依次是松木飼養(yǎng)的工蟻>濾紙飼養(yǎng)的工蟻>秸稈飼養(yǎng)的工蟻，3種條件下前中腸蛋白質(zhì)可辨膠點明顯多于后腸；在從野外的松木變?yōu)闉V紙時，其前中腸和后腸的可辨膠點的減少數(shù)明顯低于從松木變?yōu)榻斩?圖2)。另外飼養(yǎng)實驗中還發(fā)現(xiàn)用濾紙和秸稈飼養(yǎng)時，白蟻體型變小。綜合分析白蟻的飼養(yǎng)、腸道微生物和蛋白的結(jié)果，推測由于秸稈和松木的結(jié)構(gòu)成分不同，用秸稈飼養(yǎng)時，其腸道內(nèi)的蛋白成分、微生物組成改變，導致其生長明顯受阻。而濾紙由于缺少木質(zhì)素，結(jié)構(gòu)松散，纖維素酶容易結(jié)合，白蟻對它的適應相對較好，但是和秸稈相比，由于成分單一，導致白蟻的腸道微生物、蛋白結(jié)構(gòu)及生長均介于松木和秸稈中間。

一直以來，大家認為白蟻降解木質(zhì)纖維素主要是依賴其后腸內(nèi)共生的細菌和原生動物，由共生物分泌的酶參與木質(zhì)纖維素的降解和其他代謝過程(Bignell, 2011; Hongoh, 2011; Ni and Tokuda, 2013)。但越來越多的轉(zhuǎn)錄組、基因組和重組酶的證據(jù)詮釋了白蟻自身分泌的酶的協(xié)同消化能力(Scharf and Tartar, 2008; Scharf, 2015a)，根據(jù)這些不斷深入的研究，我們理解白蟻通過腸道內(nèi)數(shù)十種酶的共進化進行協(xié)同消化，這些酶包括纖維素酶、半纖維素酶、木聚糖酶、磷酸酶和輔助酶(漆酶、醛酮還原酶等)(Scharf, 2015b)。因此本實驗得到了115個蛋白點的測序結(jié)果，這里面具有催化活性的蛋白占比將近一半，包括與氨基酸代謝、丙酮酸代謝、碳代謝、糖代謝和氮代謝等相關(guān)的酶。

通過對松木、濾紙和秸稈對近暗散白蟻前中腸和后腸的蛋白表達的影響，發(fā)現(xiàn)松木飼養(yǎng)前中腸上調(diào)的蛋白質(zhì)有參與氨基酸代謝、碳代謝及三羧酸循環(huán)的酶(表1)，這些酶都是白蟻及其腸道共生物生存必需的酶。比如腺苷酸琥珀酸裂合酶主要參與嘌呤代謝、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝，這些氨基酸都是一些常見的生糖氨基酸(Zurloetal., 2019)。蘋果酸脫氫酶和二氫硫辛酸脫氫酶主要進行丙酮酸代謝和碳代謝，丙酮酸在三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝聯(lián)系中起著重要的樞紐作用(Moonetal., 2015)。線粒體丙酮酸脫氫酶E1進行TCA循環(huán)，此循環(huán)為白蟻機體提供能量的同時，也為其他代謝提供中間產(chǎn)物(Vastanoetal., 2014)。磷酸丙糖異構(gòu)酶是一種能夠催化丙糖磷酸異構(gòu)體在二羥丙酮磷酸和D型甘油醛-3-磷酸之間轉(zhuǎn)換的酶，主要進行糖酵解和糖異生代謝，此代謝通路不但能釋放能量，也能讓機體在逆境條件下應對環(huán)境脅迫(Rodríguez-Bolaos and Perez-Montfort, 2019)。唾液纖維素酶主要在木質(zhì)纖維素酶降解初級階段隨機水解非結(jié)晶區(qū)的纖維素，且只在松木飼養(yǎng)前中腸發(fā)現(xiàn)，這可能與底物特異性有關(guān)，證明此酶可以很好地和松木結(jié)合。另外還有一些參與醛類、芳香類等木質(zhì)素降解中產(chǎn)生的有毒成分的解毒蛋白，比如線粒體醛脫氫酶(ALDH2)具有脫氫酶和酯酶等多種酶功能，ALDH2在輔助因子NADP+的參與下將醛類物質(zhì)脫氫成為相應的羧酸，對減輕醛類物質(zhì)對機體的毒性作用具有重要意義(Dingetal., 2019)。

熱激蛋白70參與應激反應，超氧化物歧化酶可以減少木質(zhì)素消化時產(chǎn)生細胞色素的自由基，可以清除白蟻體內(nèi)由木質(zhì)素降解產(chǎn)生的有害代謝物(Fetherolfetal., 2017)。在濾紙與秸稈飼養(yǎng)的近暗散白蟻工蟻前中腸中熱激蛋白70、伴侶蛋白DnaK、過氧化氫酶均上調(diào)(表1)，表明白蟻的飼料有野外的松木變?yōu)榻斩捇蛘邽V紙后，白蟻都需要動員體內(nèi)的應激蛋白來響應飼料的變化。秸稈飼養(yǎng)時前中腸上調(diào)的蛋白質(zhì)碳酸酐酶具有調(diào)節(jié)體液pH的作用，同時參與氮代謝通路(Lindskog, 1997)，可能是白蟻需要合成更多的氮素以應對飼料的變化。

內(nèi)切葡聚糖酶只在秸稈后腸飼養(yǎng)中表達，可能是改變白蟻飼料來源后，針對秸稈，白蟻自身通過合成之前未表達過的內(nèi)切葡聚糖酶降解纖維素，表明白蟻面對不同飼料可以改變木質(zhì)纖維素酶系組成。濾紙飼養(yǎng)后腸上調(diào)的蛋白有醛-酮還原酶、蘋果酸酶和羧酸酯水解酶等，其中醛-酮還原酶具有多種功能，參與包括戊糖和葡萄糖醛酸酯互變、果糖和甘露糖代謝、半乳糖代謝，同時也是白蟻體內(nèi)的解毒酶，這可能在濾紙消化過程中后腸主要對半纖維素起降解作用(Penning, 2015)。蘋果酸酶進行丙酮酸代謝和碳代謝，羧酸酯水解酶主要是催化酯、硫酸酯和酰胺的水解(Chenetal., 2016)，這些蛋白的上調(diào)可以推測，由于濾紙中只有纖維素沒有木質(zhì)素，相對于難于降解的木質(zhì)素，白蟻的后腸根據(jù)飼料成分調(diào)整消化酶的組成，主要進行半纖維素代謝和纖維素代謝。

為了研究白蟻對木質(zhì)纖維素的降解，我們分別比較了近暗散白蟻用不同飼料飼喂時腸道不同部位內(nèi)容物的蛋白組成和含量的變化，發(fā)現(xiàn)相同飼料飼喂時，前中腸和后腸蛋白的組成有較大差異；不同飼料也影響白蟻腸道內(nèi)的蛋白組成，秸稈和濾紙飼喂相對于野外的松木食物，腸道蛋白組成差異較大，尤其是秸稈飼喂影響更大，其中差異的蛋白最多的是具有催化活性的蛋白，因此飼料成分是其腸道蛋白變化的主要原因。這些結(jié)果為揭示白蟻的營養(yǎng)消化吸收機理，也為挖掘白蟻生物系統(tǒng)中的高效降解酶提供了參考。