“吃木头”的虫与“吃木头”的微生物

　　

科技日报12月31日报道 提起“吃木头”的虫，人们一定会想到这是白蚁（ P terotermes occidentis）；提到“吃木头”的微生物，会想起那些腐朽的古树。     “吃木头”的虫     从其经济性有两方面思考：一是有益的营养价值；二是有害的破坏性。就前者言，白蚁含有丰富的蛋白质和脂肪，还含有人体必需的8种氨基酸、微量元素、维生素和生理活性物质，有其保健价值，可以利用。但从占昆虫纲95％以上的农林、卫生害虫所含的营养成分来说，白蚁还比不上蝗虫。它在南方一些城市或农村对建筑木材等的破坏性最令人厌恶，是最危险的破坏者。     如何控制白蚁之害呢？首先，从生态学方面了解白蚁，它的肠道内至少有100种原生动物和微生物，与其建立共生或互生关系，已经鉴定的有30多种。白蚁肠内木屑大小为3—300微米，每毫米肠液中有原生动物100万，细菌1000万—1000亿个，产生木质素分解酶作用于木质获取营养源，除供自己所需之外，为其寄主不断提供营养，确保白蚁的生存繁衍。然而，这两者当中谁是主导者，有待深入研究。而且这两者之间彼此也存在互生关系，如细菌（螺旋状杆菌）依赖原生动物新陈代谢的废料作为自己的食物，而细菌也是原生动物代谢过程所必需的。正因为如此，它们为白蚁破坏木材和建筑物起着“帮凶”的作用。     其次，在了解白蚁生态关系的基础上必须采取有效措施来消灭白蚁。除物理、化学方法之外，生物方法特别是微生物方法是消灭白蚁有效方法之一。其优点在于，杀灭白蚁不产生副作用，对人畜安全。有人从蝉体中分离到一种绿僵菌（ M etarrhizium anisopliae）的真菌，它能很好地适应蚁巢的生活条件，具有致使白蚁发病的能力，能使白蚁群中92—100％的个体被绿僵菌侵染致死。这是由于该菌产生分生孢子繁衍起来的菌丝在白蚁体内扩散蔓延，并释放有“毒”物质如甲壳酶、脂肪酸和蛋白酶等，通过这些酶的作用，最后置白蚁于死地。白蚁死亡后，菌丝在其残骸中繁殖，并形成网状结构，侵入到白蚁各个组织和器官之中，致使整个白蚁遭受破坏，最终达到彻底消灭白蚁的目的。     至于白蚁的共生者也有可能通过病毒和细菌的方法治之。在自然界的“拮抗”现象是客观存在的，凡是有细菌存在或分布的地方，都有可能找到噬菌体（细菌病毒）或蛭孤菌（真细菌）的存在，这两种微生物是白蚁共生菌的最致命的天敌，也有可能被用于消灭白蚁。     “吃木头”的微生物     人们熟悉一句话“朽木不可雕也”。事实上朽木变成废物主要是某些微生物长期作用的结果。木材主要由木质素所组成，它是由20％—30％（干重）木质部组成的植物产品，系芳香核的多聚有机物，特别是它的纯品受生物降解非常缓慢。木质素是木材工业或其加工业的大量废弃物之一，每年工业处理木材产生的废物形式的木质素就有近35万吨。其实它是一大类有用的生物资源，通过某些微生物可以得到充分作用。如用它作原料制取醇类产品、洁净生物能源和菌体蛋白质产品，可饲用或民用。但是，微生物也可使木材腐朽、树木枯萎，造成巨大经济损失。     已经确定一些担子菌类是引发木材腐朽的祸根，这是真菌侵害、长期作用的结果。这类真菌分为两组：褐色致病菌和白色致病菌。前者主要破坏纤维素和半纤维素成分，几乎对木质素不起作用，这些菌有 C oniphora puteana，绿色木霉（ T richoderma viride），它们含有强力的水解酶，分解木材多糖，脱甲基作用，酶系还破坏芳香环；后者首先对木质素起作用，几乎不使纤维素多糖受损害，这些菌有黄白卧孔菌（ P oria subacida）、变色多孔菌（ P olyporus versicolor）、粗皮侧耳。它们破坏木质素形成白色物质，是个氧化过程，脱去甲基，形成二酚（ d iphenol），被二加氧酶分解了。     除上两组真菌外，也发现既分解木质素，又分解纤维素的真菌，称之为软腐真菌组，也可叫第三组，如球毛壳（ C heatomium globosum），随着研究的深入，除分解木质素的这些白腐担子真菌之外，在真菌中还有子囊菌的代表如青霉（ P enicillium）和曲霉（As- pergillus）以及不完全真菌如镰孢（ F usari- um）、链格孢（ A ltornaria）等均具有同样的降解功能。在放线菌中有链霉菌（ S treptomyces）和热单胞菌（ T hermomonospora），细菌中有无色杆菌、农杆菌、不动杆菌（ A cinetobacter）、好氧单胞菌、诺卡氏菌、假单胞菌、黄单胞菌（ X athomonas）和微球菌等的参与。它们分解木质素能力是微弱的，但其群体的作用也不可小视。     从上可以看出，分解木质素的微生物中真菌是个强大的生物因子，它可以使木材腐朽化、树木枯朽等，危害极大。如何防治它们的破坏性呢？就生物防治途径而言，值得深入研究。（一）对付真菌可探究溶真菌细菌以及其它真菌的寄生物或其它拮抗体；（二）对付细菌则可寻找细菌的寄生物，最主要的是噬菌体和蛭孤菌的选育及其利用。（三）木材（或树木）的防腐朽，微生物方法值得注意。美国密执安技术大学研究人员发现一种微生物对木材及其制品具有防腐作用，只要将菌液涂刷在木材或木制品上就管用，菌液浸入木质纤维中使其固化，对那些破坏木质纤维的有害菌类的入侵带来困难，因此，几经菌液处理过的木材在高温、潮湿和水中浸泡的环境中以及将它埋藏于地下60年以上均不会腐朽，这种微生物改性木材很有开发前景。     总之，不论“吃木头”的虫或“吃木头”的微生物均有其双重性，可用其益，去其害。而木材及其制品以及树木的防腐朽，利用某些微生物的特定功能有重要意义，需要做进一步研发，以更好地服务于经济与社会。