对食木白蚁和食土白蚁的区化的肠道系统的原位条件下的氢，值和氧化还原电位的轴向和径向的动力学变化的研究很多。根据报告的这些理化参数，提出了一些重要的代谢过程，以及在这些白蚁肠道中食物消化的机理，并且巳经反过来被应用到提高我们对食物消化，肠道共生微生物群落结构和他们在白蚁肠道环境中相应的功能的认识。然而关于培菌白蚁肠道的理化条件和金属离子特性的信息仍然是有限的和罕见的。因此，了解培菌白蚁肠道中物理化学条件和相关的金属离子分布对了解其有效的食物消化功能是很重要。本论文主要是关于利用微电极技术来测量培菌白蚁黑翅土白蚁主要肠道区段的轴向和径向分布的、氧分压、还原电势和复分压。此外，利用电感補合等离子体质谱（对肠道系统的各个区域内的金属离子浓度进行了测定。


Unisense微电极系统的应用


应用丹麦unisense公司氧气微电极（OX-25）、氧化还原电位微电极（RD-25），端部直径大约为10微米。PH微电极（尖端直径大约10-20微米）。尖长100-150微米。使用手动微操纵系统定位微传感器，尖端位置与肠的位置利用水平安装的显徵镜进行目视控制，并且用微电极系统测量白蚁肠道在紧接着微载坡片上的琼脂糖凝固后进行。用微电极的外周端的测量动作从黑翅土白蚁的五个主要肠段，包括前肠，中肠，后肠囊状胃，盲胎和直肠，肠壁到中心的不同的点之间。


实验结果


本论文通过使用微电极系统，对培菌白蚁黑翅土白蚁的消化道的主要物理化学条件进行了系统的研究，尤其是对于氧气、值、氧化还原电势和氢的轴向径向分布形状。结果表明，黑翅土白蚁有一个由低氧气浓度，中性值，相对较高的氧化还原电位，及高氢积累等独特特征构成的肠道微环境，这是为了更好地适应高效降解木质材料以及其肠道系统内其它重要代谢的需求。另外，通过ICP-MS分析了黑翅土白蚁的木质纤维素降解系统，包括外共生真菌菌圃和相关巢土壤样品中，13种不同的金属离子的概况。

图1、黑翅土白蚁肠道系统的轴向氧分压特性，本图中的氧浓度用氧分压来表示。从图中可以看出前肠中，氧的浓度记录为3.8±1.1千帕，是相对较低的氧气水平。对于加长的中肠，氧浓度在前，中和后部，分别加至7.3±1.9、4.7±2.0和7.2±3.3千帕。但是，从中肠到前腹的氧浓度水平急剧下降，这就造成了黑翅土白蚁后肠中部庞大部位的一个完全缺氧的环境。

图2、黑翅土白蚁主要肠腔室的氧分压的径向分布。图A表示的是黑翅土白蚁肠道系统从肠壁到肠隔室中心的径向氧含量分布。图B表示的是黑翅土白蚁中肠中间的氧浓度从肠壁到内腔中心的变化情况。●（前肠）△（中肠）○（中肠的后半部分）图C表示的是腹和结肠（后肠）区域内的氧分压分布情况。●（前腹）△（后胃）○（后肠）。

图3、黑翅土白蚁肠道系统的轴向分布。沿肠道可检测到一个狭窄的值范围。前肠的为6.3±0.1；黑翅土白蚁中肠的前，中和后区，PH值依次略有下降。黑翅土白蚁后肠的囊状胃，肠肠的连接区域几乎增长了1个PH单位；后肠庞大区的前部和中位分别显著增加到7.0±0.0和6.7±0.0。pH高值分别为在后肠庞大区后部，其值高达7.3±0.0。但是在直肠区域，它急剧下降了1-1.5个pH单位。

图4、黑翅土白蚁肠道系统的轴向氧化还原电势分布。黑翅土白蚁每个肠区域的中心的氧化还原电位，介于310亳伏到70±30毫伏（位于前腹）之间。这表明在肠道系统各个位置的氧化还原电位呈高度动态。前肠有最高的氧化还原电势。中肠轻微下降，后肠的前，中和后区显示波动。最低的氧化还原电位被观测在肠道庞大区的前部。

图5、黑翅土白蚁肠道系统的氢分压分布情况。图A表示的是氢气微电极测量显示在各肠腔中心的氢分压分布广泛，直肠显示有一定氢气积聚和相对较高的氧气分压约2.5±0.1千帕。图B表示的是黑翅土白蚁后肠庞大区前部的氧分压呈典型的径向分布。最高的氧气分压（10.4千帕）被记录在肠腔中心，而值越朝肠壁越小（1.2千帕）。


总结


本论文通过使用unisense微电极系统，对培菌白蚁黑翅土白蚁的消化道的主要物理化学条件进行了系统的研究。本文中很好的运用微电极、ICP-MS技术探明了黑翅土白蚁消化系统中包括氧气、值、氧化还原电位、氢气和金属离子浓度等理化微环境概况。扩大了对于培菌白蚁黑翅土白蚁特异的肠道微环境的认识，同时有助于在有共生真菌特异性帮助的培菌白蚁共生系统中木质纤维素降解的机制的理解。可以看出微电极在研究动物肠道微环境方面具有很好的应用。