シロアリ類における既存兵蟻による新規兵蟻分化の調節機構の解析

白蚁现有士兵分化新士兵的调控机制分析

基本信息

批准号：
09J10916
负责人：
渡邊大
金额：
$ 1.34万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

シロアリの社会性は,コロニー内のカースト分化が適切に制御されることで維持される.コロニーの防衛を担う兵隊の分化は,職蟻と兵隊との個体間相互作用によって調節される.この分化制御は兵隊が分泌する起動フェロモンの伝達によって起こるとされるが,その詳細は明らかではない。本研究は日本最普通種であるヤマトシロアリReticulitermes speratusを材料に,シロアリ類における兵隊分化調節機構の至近機構を解明することを目指し,(1)兵隊による職蟻の発生制御の解析,(2)兵隊による職蟻への遺伝的・生理的影響の解析を主な目的とした.兵隊分化は職蟻へのJH投与によって誘導可能である.これまでに,兵隊の存在がその分化誘導を抑制すること,その過程では兵隊の存在によって職蟻のJH量が減少していることを明らかにしてきた.しかし,兵隊の影響を職蟻に伝える行動は不明だった.そこで,職蟻-兵隊間の栄養交換行動及びグルーミング行動を観察し,兵隊の影響が伝達する経路を探った.その結果,JH処理条件下では職蟻が兵隊に対してグルーミングを行う時間が有意に増加することが示された.このことから,グルーミング時の接触によって兵隊の影響が個体間に伝達する可能性が示唆された.また,兵隊がどのようにして職蟻のJH量を減少させているのかも不明だった。そこで,兵隊分化過程で兵隊の影響を受けた職蟻と受けなかった職蟻からRNAを抽出し,リアルタイム定量PCR法を用いてJH関連遺伝子の発現量を解析した.その結果,兵隊の存在によって,職蟻において2つのcytochrome P450遺伝子,CYP4C46遺伝子とCYP15A1遺伝子の発現量が減少することがわかった.これらの遺伝子がコードする酵素はアラタ体の活性に関係があると考えられることから,兵隊の影響は職蟻のJH合成・分泌に影響を及ぼすことが考察された.これらの研究成果はシロアリのカースト分化制御機構,そして昆虫の個体間相互作用の至近機構を明らかにする上で重要な基礎的情報となることが期待される.

白蚁的社会性是通过对殖民地内种姓分化的适当控制来维持的。恩特里斯和士兵之间的个人互动对负责殖民地辩护的士兵的区分受到了监管。据信这种差异控制是由于士兵分泌的激活信息素的传播而导致的，但细节尚不清楚。这项研究基于最常见的亚马托白蚁物种，即日本白蚁。我们使用Speratus的材料，目的是阐明白蚁中军事分化法规机制的密切机制，以及（1）士兵对部队对部队的发展控制的分析，以及（2）分析部队对部队对部队的遗传和生理影响。士兵的分化可以通过JH管理部队引起。到目前为止，据透露，士兵的存在压制了差异化的诱因，并且由于士兵的存在，在此过程中的JH部队数量减少了。但是，将影响传达给蚂蚁的行为尚不清楚。因此，我们观察到蚂蚁和士兵之间的营养交换和修饰行为，并探索了蚂蚁的影响的途径。结果表明，在JH加工条件下，将蚂蚁修饰到蚂蚁的时间显着增加。这表明蚂蚁可以在修饰过程中由于接触而在个体之间传递蚂蚁的影响。部队如何减少蚂蚁中的JH数量也是未知的。从受士兵影响的ENT和士兵分化过程中未收到的ET的ET中提取RNA，并使用实时定量PCR分析了与JH相关基因的表达水平。结果，发现士兵的存在降低了ETS中两个细胞色素P450基因，CYP4C46基因和CYP15A1基因的表达水平。由于这些基因编码的酶被认为与Arata的活性有关，因此认为士兵对JH综合和分泌ENT的影响的影响。预计这些研究结果将提供重要的基本信息，以阐明白蚁中种姓分化控制的机制以及昆虫个体相互作用的紧密机制。