2020 Fiscal Year Research-status Report
Regulation of worker reproduction and the evolution of cuticular hydrocarbons as a signature of reproductive potential
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19K06836
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
土田 浩治 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (00252122)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡本 朋子 岐阜大学, 応用生物科学部, 助教 (50588150)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 産卵ワーカー / シグナル / 体表炭化水素 / 女王物質 / 女王フェロモン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フタモンアシナガバチのコロニーを室内条件で飼育し、女王とワーカーの体表炭化水素(CHC)を定期的に採集した。女王については、コロニー採集時、ワーカー羽化時、羽化１週間後、2週間後、3週間後の5回採集し、ワーカーについては、羽化時、羽化1週間後、2週間後、３週間後、４週間後の5回採集した。採集した個体は同一個体とした。これらのCHC採集個体は、実験終了後回収し、解剖して卵巣の発達程度を調査した。ワーカーの卵巣の発達程度の分布型は明瞭な二山型となり、大きい方は産卵ワーカー、小さい方が非産卵ワーカーに該当した。女王、産卵ワーカー、非産卵ワーカーのCHCをNMDSで比較したところ、女王とワーカーには有意差が認められたが(PERMANOVA, P<0.05)、産卵ワーカーと非産卵ワーカーには違いが認められなかった(PERMANOVA, P>0.05)。CHCの変化を経時的に比較すると、女王のCHCが齢を重ねるにつれてワーカーのCHCに近づくことが明らかとなった。GCでは45のピークが認められたので、それらをrandomForest法によって分析した。その結果、n-C27, x-meC32, n-C30, 15, 17-; 13, 17-diMeC33, 13-, 15-, 17-meC35の5成分が女王とワーカーの違いに最も貢献している成分である事が明らかとなった。このうち、女王で発現量が多かった3成分について経時的な女王での変化を見ると、n-C27だけが経時的な変化を示すことが明らかとなった。特に、ワーカー出現時にn-C27の発現量が増えており、これらの結果は、女王はこの物質を通して自身の存在をアピールする、一種の女王フェロモン的な候補である事が明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究では、CHCの経時的変化を女王とワーカーで明らかにして、それがどの様に機能しているかを明らかにするのが目的である。これまでに、CHCは女王とワーカーで異なり、産卵ワーカーと非産卵ワーカーでは異なることがない、と言うことを明らかにした。また、n-C27が女王シグナルとして重要な物質であることを明らかにした。近年、これらの体表炭化水素が女王フェロモンとして作用していることが社会性昆虫で明らかにされつつあり、今回の結果はそれらの結果と矛盾しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の計画として、n-C27の産卵抑制効果を実験的に明らかにする必要があると考えている。第一にn-C27をワーカーの卵に塗布して、その死亡率の変化を追跡調査することである。この実験は既に実施済みであり、現在、親子判定をマイクロサテライトマーカーを使って分析中である。第二として、n-C27を巣の表面に塗布することによって起きる産卵ワーカーの行動の変化である。n-C27を塗布したコロニーと、塗布しないコントロールコロニーを用意し、その上での産卵ワーカーの挙動を比較する予定である。
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| Causes of Carryover |
実験が想像以上にスムーズに進行していることと、今後、マイクロサテライト分析が開始するが、その部分の予算が執行されていないため。今年度はマイクロサテライトを使った親子解析に重点を置く予定である。
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