以前普遍認為動物不能產(chǎn)生內(nèi)源纖維素酶，而是依靠體內(nèi)的共生生物消化纖維素的。這個理論由Cleveland首先提出，他將歐美散白蟻Reticulitermesflavipes(Kollar)后腸的原生物滅活后，發(fā)現(xiàn)該白蟻失去生存能力，因此認為是原生動物在寄主體內(nèi)起著消化纖維素的作用。白蟻，屬等翅目(Isoptera)昆蟲，分為兩大類，一類腸道內(nèi)一般沒有原生動物群，又稱“高等白蟻”，白蟻科(Termitidae)屬于這一類；另一類為依賴原生動物的種類，包括6個科，即澳白蟻科(Mastotermitidae)、木白蟻科(Kaloter-mitidae)、原白蟻科(Termopsidae)、草白蟻科(Hodotermitidae)、鼻白蟻科(Rhinotermitidae)D齒白蟻科(Serritermitidae)，高等白蟻沒有原生動物群，但許多種類都能消化纖維素。Martin認為高等白蟻是利用后腸中的細菌水解纖維素的理論。為了探明白蟻消化纖維素的機理，Prins等曾試圖從腸道內(nèi)分離降解纖維素的細菌，但只獲得一些兼性異養(yǎng)微生物和共生螺旋菌。后來，對木食性昆蟲的纖維素消化機理的研究由消化道內(nèi)又轉(zhuǎn)向消化道外。1978年Abo．Khatwa和Martin等分別報道白蟻的纖維素酶來自巢穴中的共生真菌。并推鍘其它木食性節(jié)肢動物如黃蜂、螞蟻的纖維素酶也來源于真菌。Rolland。等從白蟻Macrotermesm ulleri(Tennitidae，Macrotermitinae)的腸道和真菌瘤中分離出相同的纖維素酶組分，但這些真菌的纖維素酶是否適合寄主的生理環(huán)境卻存在爭議。Yokoe對R本低等白蟻Leucotermes(Reticulitermes)speratus進行熱處理后，其體內(nèi)的原生動物明顯減少，但纖維素酶活性并沒有受到影響，因此認為其纖維素酶為其自身所分泌。Yamaoka在該白蟻的唾液腺中檢測到EG酶活性，又發(fā)現(xiàn)其后腸具有消化天然纖維素的能力。于是提出了兩類酶協(xié)同作用水解纖維素的理論。O’Brien等對澳大利亞高等白蟻Nasudtermes exitiosus與澳大利亞低等白蟻Coptotermes lacteus進行比較研究發(fā)現(xiàn)，腸道內(nèi)的共生生物對纖維素消化不起作用或只起很小的作用I堋。白蟻中腸的內(nèi)切葡聚糖酶(EG)在分類上均屬葡糖苷水解酶科，簡稱GHF(glycoside hydrolase family葡糖苷水解酶科，GHF)。Nakashima等卻從澳大利亞高等白蟻Coptotermes formosanuis的后腸中純化了一個屬于GHF7的EGf 49xa))。2002年Watanabe等又從澳大利亞低等白蟻Cop．Totermes lacteus的后腸中分離了幾種EG(CLH gEGs)，其N端序列與GHF7類型的EG高度一致，并從C．formosanus后腸的共生原生物Pseudotrichony mphagrass和Holomastig’otoides mirabiIe中克隆了相應(yīng)的cDNA片段，認為這些EGs可能是后腸共生原生物P．．grass和H．mirabile的產(chǎn)物。他們對C．formosanuis的EG分布進行研究發(fā)現(xiàn)，其唾液腺、前腸和中腸的EG與GI-IF9相似，而后腸的EG與GHF7相似，于是C．formosanuis具有兩套獨立的纖維素酶系統(tǒng)，中腸的纖維素酶是自身分泌的，后腸的纖維素酶則來源于后腸的共生菌。蟑螂在分類學上與白蟻非常相近，并且與白蟻屬于同一進化分枝。約有3500種，其中不到1％為家庭雜食性害蟲，其余大多數(shù)生活在地下或熱帶雨林的白蟻、黃蜂或螞蟻的巢穴中。僅少數(shù)種類取食木材例。Cleveland對木食性蟑螂Cryptocercus PunctuIates進行研究認為，這種蟑螂與低等白蟻一樣，依靠后腸中的原生動物消化纖維素。Scrivener等則認為，木食性蟑螂Panesthia cribrata的纖維素酶活性只局限于前腸和中腸，而其后腸中并未發(fā)現(xiàn)原生動物。Martin等認為P．cribrata的纖維素酶來源于食物中的真菌，但在食物中并未發(fā)現(xiàn)與其消化道相同的纖維素酶。因此關(guān)于蟑螂纖維素酶的來源尚需進一步分子生物學方面的證據(jù)。
自Ripper在1930年首次報道天牛科(Coleoptera：Ccerambycidae)昆蟲能自身分泌纖維素酶以來，許多學者又發(fā)現(xiàn)并證實多種天牛能夠消化纖維素，但對天牛消化纖維素的機制存在爭議。由于受白蟻消化機理的影響，曾一度認為天牛也靠其腸道內(nèi)的共生生物消化食物中的纖維素成份。后來發(fā)現(xiàn)一些天牛不具有消化纖維素的共生生物卻同樣具有纖維素消化能力，因而推論天牛能自身分泌纖維素酶。但Martin和Kukor等認為天牛是從真菌侵染過的木材中攝入了真菌纖維素酶消化食物中的纖維素。李慶研究天?？?8種昆蟲及不同發(fā)育階段的EG酶的差異，認為天牛體內(nèi)的EG酶為中腸腸壁細胞所分泌。蔣書楠等測定了三種天牛幼蟲，桑粒肩天牛Aproiona germari(Hope)、星天牛Anoplophora chinensis(Forster)和桔褐天牛Nede．zhdiella cantori(Hope)l拘消化道纖維素酶活性，發(fā)現(xiàn)幾種天牛幼蟲均有完整的纖維素酶體系。腸液中未發(fā)現(xiàn)有分解纖維素的真菌和細菌，腸組織切片也未發(fā)現(xiàn)共生菌囊和含茵細胞，因而認為所研究的幾種天牛的纖維素酶為內(nèi)源性酶。殷幼平等對桑粒肩天牛幼蟲纖維素酶在消化道的分布進行研究發(fā)現(xiàn)，95％以上的纖維素酶活性存在于中腸，而昆蟲的中腸中共生生物很少，從另一個側(cè)面證明天牛纖維素酶主要由自身分泌。實際上，不僅木食性昆蟲體內(nèi)有纖維素酶活性，許多不同取食習性的昆蟲如家庭雜食性蟑螂也有纖維素酶活性。毫無疑問，任何生物體如果存在纖維素酶基因就有表達纖維素酶的潛力。目前已分別從天牛、白蟻、蟑螂的基因組中分離了相應(yīng)的EG基因片段或完整的基因結(jié)構(gòu)，且都具有真核基因的結(jié)構(gòu)特點，還在消化道中確定了它們的表達位點，說明這些昆蟲能自身分泌EG。
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