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2008 Fiscal Year Final Research Report

Studies on the regulatory mechanisms of the caste differentiation induced by the imaginal individuals of termites

Research Project

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Project/Area Number 19770012
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Ecology/Environment
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

MAEKAWA Kiyoto  University of Toyama, 大学院理工学研究部(理学), 准教授 (20345557)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Keywords進化生態
Research Abstract

高度な社会性を獲得したシロアリ類には、巣の防衛を担うソルジャーが存在する。ソルジャーは、特殊な形態により自らは摂食できず、巣内の割合は一定に保たれる必要がある。ソルジャー分化の調節に関しては、幼若ホルモン(JH)が重要な役割を担うことが知られるが、初期(王と女王による創設直後)巣では、ソルジャーが長期間1個体しか存在しないことが知られ、親個体による分化調節の存在が示唆される。本研究では、親個体による兵隊の認識と分化調節の機構を明らかにすることを目的とし、系統的に重要な複数種を材料として初期コロニーを作製して解析を行った。まず、ヤマトシロアリとネバダオオシロアリの初期コロニーを作製し、ソルジャーが出現した後に、コロニー状態を変化させて、JHによるソルジャー分化誘導に如何なる影響が与えられるかを調べた。その結果、生殖虫の有無により、JHによるソルジャー誘導率には大きな違いが見られ、生殖虫の存在下では有意に分化率が低下することが明らかとなった。また、幼虫のJH結合タンパク質(ヘクサメリン)遺伝子の発現量は、巣内のソルジャーを取り除いた後で大きく低下することも示された。続いて、コロニーの発達に伴うソルジャー数を調査すると同時に、親個体との接触で幼虫に如何なる生理的な変化が見られるのかを解析した。ヤマトシロアリの場合には、創巣後7.5ヶ月経過したコロニーでソルジャーが2匹存在する場合が観察され(約30%)、飼育下で2匹目の兵隊が出現するタイミングをある程度把握することに成功した。ネバダオオシロアリの初期コロニーでは、親個体と物理的な接触がない限り新規のソルジャーは出現しないことを実験的に確かめた。その際の子虫の生理的な状態を、幼若ホルモン結合タンパク(ヘクサメリン)遺伝子とインシュリン受容体遺伝子の発現量を経時的に比較することで推察した。その結果、親個体の接触下では両遺伝子とも発現量が大きく変動していることが示された。

  • Research Products

    (37 results)

All 2009 2008 2007

All Journal Article (18 results) Presentation (19 results)

  • [Journal Article] Presoldier induction by juvenile hormone analogue in the nasute termite Nasutitermes takasagoensis (Isoptera: Termitidae)2009

    • Author(s)
      Toga K, Hojo M, Miura T and Maekawa K.
    • Journal Title

      Zoological Science (in press)

  • [Journal Article] Spectrophotometric analysis of dorsal coloration in Phelotrupes auratus (Coleoptera: Geotrupidae): comparisons between populations, sexes and beetles with varying extents of wear2008

    • Author(s)
      Akamine M, Maekawa K and Kon M.
    • Journal Title

      Entomological Review of Japan 63

      Pages: 129-134

  • [Journal Article] A quantitative spectrophotometric analysis of geographic color variation of Phelotrupes auratus (Coleoptera, Geotrupidae) throughout its distribution range2008

    • Author(s)
      Akamine M, Maekawa K and Kon M.
    • Journal Title

      Japanese Journal of Systematic Entomology 14

      Pages: 171-181

  • [Journal Article] Altricial development in subsocial wood-feeding cockroaches2008

    • Author(s)
      Nalepa C, Maekawa K, Shimada K, Saito Y, Arellano C and Matsumoto T.
    • Journal Title

      Zoological Science 25

      Pages: 1190-1198

  • [Journal Article] Spectrophotometric analysis of dorsal coloration in Phelotrupes auratus (Coleoptera, Geotrupidae): a comparison of beetles collected in 2001 and 20052008

    • Author(s)
      Akamine M, Maekawa K and Kon M.
    • Journal Title

      Elytra, Tokyo 36

      Pages: 309-310

  • [Journal Article] Geographic color variation of Phelotrupes auratus (Coleoptera, Geotrupidae) in the Kinki district, Central Japan: a quantitative spectrophotometric analysis2008

    • Author(s)
      Akamine M, Maekawa K and Kon M.
    • Journal Title

      Entomological Science 11

      Pages: 401-407

  • [Journal Article] Frontal-pore formation during soldier differentiation induced by juvenile hormone III in the termite Reticulitermes speratus (Isoptera: Rhinotermitidae)2008

    • Author(s)
      Watanabe D and Maekawa K.
    • Journal Title

      Sociobiology 52

      Pages: 437-447

  • [Journal Article] Correlation between social structure and nymphal wood-digestion ability in the xylophagous cockroaches Salganea esakii and Panesthia angustipennis (Blaberidae: Panesthiinae)2008

    • Author(s)
      Shimada K and Maekawa K.
    • Journal Title

      Sociobiology 52

      Pages: 417-427

  • [Journal Article] Compound eye development during caste differentiation of the termite Reticulitermes speratus (Isoptera: Rhinotermitidae)2008

    • Author(s)
      Maekawa K, Mizuno S, Koshikawa S & Miura T.
    • Journal Title

      Zoological Science 25

      Pages: 699-705

  • [Journal Article] The Cryptocercus punctulatus species complex (Dictyoptera: Cryptocercidae) in the eastern United States: comparison of cuticular hydrocarbons, chromosome number, and DNA sequences2008

    • Author(s)
      Everaerts C, Maekawa K, Farine JP, Shimada K, Luykx P, Brossut R & Nalepa CA.
    • Journal Title

      Molecular Phylogenetics and Evolution 47

      Pages: 950-959

  • [Journal Article] Social biology of the wood-feeding cockroach genus Salganea (Dictyoptera: Blaberidae: Panesthiinae): did ovoviviparity prevent the evolution of eusociality in the lineage?2008

    • Author(s)
      Maekawa K, Matsumoto T & Nalepa CA.
    • Journal Title

      Insectes Sociaux 55

      Pages: 107-114

  • [Journal Article] Effect on mandibular length of juvenile hormones and regulation of soldier differentiation in the termite Reticulitermes speratus (Isoptera: Rhinotermitidae)2008

    • Author(s)
      Tsuchiya M, Watanabe D & Maekawa K.
    • Journal Title

      Applied Entomology and Zoology 43

      Pages: 307-314

  • [Journal Article] Soldier differentiation and larval juvenile hormone sensitivity in an incipient colony of the damp-wood termite Zootermopsis nevadensis (Isoptera, Termopsidae)2008

    • Author(s)
      Itano H & Maekawa K.
    • Journal Title

      Sociobiology 51

      Pages: 151-162

  • [Journal Article] 食材性ゴキブリ類の家族性と若虫の発達2008

    • Author(s)
      前川清人, 嶋田敬介
    • Journal Title

      昆虫と自然 43 (13)

      Pages: 13-16

  • [Journal Article] シロアリとゴキブリの系統関係に関する最近の知見2008

    • Author(s)
      前川清人
    • Journal Title

      昆虫と自然 43 (5)

      Pages: 5-9

  • [Journal Article] Divergence times in the termite genus Macrotermes (Isoptera: Termitidae)2007

    • Author(s)
      Brandl R, Hyodo F, von Korff-Schmising M, Maekawa K, Miura T, Takematsu Y, Matsumoto T, Abe T, Bagine R & Kaib M.
    • Journal Title

      Molecular Phylogenetics and Evolution 45

      Pages: 239-250

  • [Journal Article] Save Isoptera. A comment on Inward et al.2007

    • Author(s)
      Lo N, Engel MS, Cameron S, Nalepa CA, Tokuda G, Grimaldi D, Kitade O, Krishna K, Klass K-D, Maekawa K, Miura T & Thompson GJ.
    • Journal Title

      Biology Letters 3

      Pages: 562-563

  • [Journal Article] Phylogeography of the Asian wood-feeding cockroach Salganea raggei Roth (Blaberidae: Blattaria) based on the mitochondrial COII gene2007

    • Author(s)
      Maekawa K, Kon M, Matsumoto T, Kitade O & Araya K.
    • Journal Title

      Oriental Insects 41

      Pages: 317-325

  • [Presentation] タカサゴシロアリの前兵蟻分化に伴う防衛器官の形成とDistal-less遺伝子の発現パターン2009

    • Author(s)
      栂浩平, 北條優, 三浦徹, 前川清人
    • Organizer
      第56回日本生態学会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      2009-03-19
  • [Presentation] ヤマトシロアリの前兵蟻分化に影響を与える生態的要因2009

    • Author(s)
      渡邊大, 前川清人
    • Organizer
      第56回日本生態学会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      2009-03-19
  • [Presentation] ヤマトシロアリのカースト分化と形態変化2009

    • Author(s)
      前川清人
    • Organizer
      第56回日本生態学会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      2009-03-16
  • [Presentation] Differences in gene expression level of endogenous cellulase in young xylophagous cockroaches and termites2008

    • Author(s)
      Shimada K & Maekawa K.
    • Organizer
      第23回国際昆虫学会
    • Place of Presentation
      南アフリカ・ダーバン
    • Year and Date
      20080706-12
  • [Presentation] シロアリのカースト分化に伴う形態の変化:アロメトリーの改変と新奇形態の形成2008

    • Author(s)
      前川清人
    • Organizer
      第27回日本動物行動学会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2008-09-24
  • [Presentation] タカサゴシロアリにおける前兵蟻分化の誘導と額腺の突起構造(nasus)形成2008

    • Author(s)
      栂浩平, 北條優, 三浦徹, 前川清人
    • Organizer
      第68回日本昆虫学会
    • Place of Presentation
      香川大学
    • Year and Date
      2008-09-15
  • [Presentation] ヤマトシロアリの前兵蟻分化に伴う額腺形成の観察2008

    • Author(s)
      渡邊大, 前川清人
    • Organizer
      第68回日本昆虫学会
    • Place of Presentation
      香川大学
    • Year and Date
      2008-09-15
  • [Presentation] ネバダオオシロアリの繁殖カースト分化に伴うセルラーゼ遺伝子発現量の変化2008

    • Author(s)
      嶋田敬介, 前川清人
    • Organizer
      第79回日本動物学会
    • Place of Presentation
      福岡大学
    • Year and Date
      2008-09-06
  • [Presentation] タカサゴシロアリにおける兵蟻頭部の突起原基の構造と形態形成遺伝子の発現2008

    • Author(s)
      栂浩平, 北條優, 三浦徹, 前川清人
    • Organizer
      平成20年度日本動物学会中部支部会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2008-07-26
  • [Presentation] ヤマトシロアリにおける成虫および兵蟻の額腺の発達と遺伝子発現解析2008

    • Author(s)
      山本知代, 北條優, ,前川清人
    • Organizer
      平成20年度日本動物学会中部支部会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2008-07-26
  • [Presentation] ヤマトシロアリにおける兵蟻特異的な器官形成の解析2008

    • Author(s)
      渡邊大, 前川清人
    • Organizer
      平成20年度日本動物学会中部支部会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2008-07-26
  • [Presentation] ヤマトシロアリの成虫器官の発達に対する幼若ホルモンの影響2008

    • Author(s)
      白崎一佳, 前川清人
    • Organizer
      平成20年度日本動物学会中部支部会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2008-07-26
  • [Presentation] ヤマトシロアリの有性・単為生殖が卵巣成熟とコロニー発達へ与える影響2008

    • Author(s)
      石谷恭子, 前川清人
    • Organizer
      平成20年度日本動物学会中部支部会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2008-07-26
  • [Presentation] キゴキブリ科(網翅目)における核型の進化に関する分子系統学的研究2008

    • Author(s)
      嶋田敬介, C. A. Nalepa, 前川清人
    • Organizer
      平成20年度日本動物学会中部支部会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2008-07-26
  • [Presentation] ゴキブリ類における社会性の発達とセルラーゼ遺伝子発現量の変化2008

    • Author(s)
      嶋田敬介, 前川清人
    • Organizer
      第55回日本生態学会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      2008-03-15
  • [Presentation] ヤマトシロアリの兵隊分化に伴う額腺形成と幼若ホルモン量との関係2008

    • Author(s)
      渡邊大, 土屋真利子, 前川清人
    • Organizer
      第55回日本生態学会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      2008-03-15
  • [Presentation] ヤマトシロアリの成虫分化と器官発達に対する幼若ホルモンの影響2007

    • Author(s)
      白崎一佳, 前川清人
    • Organizer
      第67回日本昆虫学会
    • Place of Presentation
      神戸大学
    • Year and Date
      2007-09-17
  • [Presentation] ヤマトシロアリの兵隊分化と兵隊特異的な器官形成に既存兵隊が与える影響2007

    • Author(s)
      渡邊大, 土屋真利子, 前川清人
    • Organizer
      第67回日本昆虫学会
    • Place of Presentation
      神戸大学
    • Year and Date
      2007-09-17
  • [Presentation] シロアリおよびゴキブリ類の社会性と個体発生に伴うセルロース分解能の変化2007

    • Author(s)
      嶋田敬介, 前川清人
    • Organizer
      第67回日本昆虫学会
    • Place of Presentation
      神戸大学
    • Year and Date
      2007-09-17

URL: 

Published: 2010-06-10   Modified: 2016-04-21  

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