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2016 年度 実施状況報告書

シロアリにおける性特異的な兵隊分化の至近機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K07511
研究機関富山大学

研究代表者

前川 清人  富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 准教授 (20345557)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード社会性昆虫 / シロアリ / カースト分化 / 兵隊 / 幼若ホルモン / 性 / RNA-seq
研究実績の概要

防衛のための高度に特殊化した兵隊の存在は,社会性昆虫のシロアリが持つ大きな特徴である。系統的に祖先的なグループでは,兵隊の性が一方に偏ることはない。しかし派生的なグループでは,兵隊の分化経路に明瞭な性差がみられる種が多く存在する。兵隊分化は,職蟻の幼若ホルモン(JH)量の上昇に応じて起こるため,兵隊の分化経路に明瞭な性差が見られる種では,性情報とJHシグナルに密接な関係性があると考えらえる。そこで本研究は,兵隊の性に明瞭な違いがみられ,系統的に重要なシロアリ種を用いて,性情報とJHシグナルとの関係性を調べ,如何なる共通性と多様性があるのかを明らかにする。本年度は,タカサゴシロアリとヤマトシロアリを用いて,雌雄のワーカー間でのJH量やJHへの感受性の相違を明らかにした。兵隊の分化経路に性特異性があるタカサゴシロアリでは,雄ワーカーの方が雌ワーカーと比較してJH量が高く,JH処理に対する感受性も高かった。一方,兵隊の分化経路に明瞭な性差がないヤマトシロアリでは,JH量およびJH感受性に雌雄差は見られなかった。さらに,ヤマトシロアリよりも祖先的なグループであるネバダオオシロアリにおいて,JH処理による兵隊分化の人為的な誘導系を利用して,ホルモンのシグナル伝達経路の各遺伝子の発現・機能解析を遂行した。その結果,脱皮ホルモンが兵隊分化のみならず,兵隊を特徴付ける形態形成にも影響することが明らかになった。以上の結果の一部は,原著論文にまとめると同時に,第25回国際昆虫学会,第87回日本動物学会,第18回日本進化学会,第38回日本比較生理生化学会,平成28年度日本動物学会中部支部大会(優秀学生発表賞受賞)にて発表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

性決定遺伝子の特定には至っていないが,兵隊分化に雌雄差の見られる種と見られない種において,明瞭な生理的変化を明らかにすることができている。

今後の研究の推進方策

各種で性決定遺伝子の特定を目指すと共に,すでに解析が進行中のRNA-seqデータを利用して,雌雄個体間で発現の違う遺伝子のリストアップを試みる。また,種間でRNAiの効率が異なるため,最良の方法を各種で確立させる。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] North Carolina State University/University of Miami(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      North Carolina State University/University of Miami
  • [雑誌論文] Distribution of karyotypes of the Cryptocercus punctulatus species complex (Blattodea: Cryptocercidae) in Great Smoky Mountains National Park.2017

    • 著者名/発表者名
      Nalepa CA, Shimada K, Maekawa K & Luykx P.
    • 雑誌名

      Journal of Insect Science

      巻: 17 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Soldiers are differentiated from male larval stages in incipient colonies of Nasutitermes takasagoensis (Isoptera: Termitidae).2017

    • 著者名/発表者名
      Toga K, Minakuchi C & Maekawa K.
    • 雑誌名

      Applied Entomology and Zoology

      巻: 52 ページ: 329-335

    • DOI

      10.1007/s13355-017-0485-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Male-specific molecular genetic markers in the Japanese subterranean termite Reticulitermes speratus (Isoptera: Rhinotermitidae).2017

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Y, Oguchi K, Yamaguchi K, Kitade O, Maekawa K, Miura T & Shigenobu S.
    • 雑誌名

      Insectes Sociaux

      巻: 67 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s00040-017-0553-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetic data indicate that most field-collected woodroach pairs are unrelated.2017

    • 著者名/発表者名
      Yaguchi H, Hayashi Y, Tohoku T, Nalepa C & Maekawa K.
    • 雑誌名

      Insect Science

      巻: 24 ページ: 印刷中

    • DOI

      DOI 10.1111/1744-7917.12358

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ネバダオオシロアリの兵隊分化の至近機構に関する生態発生学的研究.2017

    • 著者名/発表者名
      矢口甫,前川清人
    • 雑誌名

      しろあり

      巻: 167 ページ: 1-10

  • [雑誌論文] シロアリのカースト特異的な形態形成の分子機構2017

    • 著者名/発表者名
      栂浩平,前川清人
    • 雑誌名

      生物科学

      巻: 68 ページ: 177-184

    • 査読あり
  • [雑誌論文] シロアリの兵隊分化における幼若ホルモンの役割.2016

    • 著者名/発表者名
      前川清人,矢口甫,増岡裕大
    • 雑誌名

      蚕糸・昆虫バイオテック

      巻: 85 ページ: 127-134.

  • [学会発表] Effects of DNA methylation during caste differentiation in the termite Reticulitermes speratus.2016

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Ryu, Miyazaki S, Hayashi Y, Shigenobu S & Maekawa K.
    • 学会等名
      The 22nd International Congress of Zoology
    • 発表場所
      Okinawa Convention Center, Okinawa
    • 年月日
      2016-11-17 – 2016-11-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Expression and localization analysis of Vitellogenin genes in the termite Reticulitermes speratus.2016

    • 著者名/発表者名
      Kanasaki N, Yaguchi H, Masuoka Y, Suzuki Ryu, Suzuki Ryo & Maekawa K.
    • 学会等名
      The 22nd International Congress of Zoology
    • 発表場所
      Okinawa Convention Center, Okinawa
    • 年月日
      2016-11-17 – 2016-11-18
    • 国際学会
  • [学会発表] 社会性昆虫におけるカースト分化の分子基盤:シロアリの兵隊の作り方.2016

    • 著者名/発表者名
      前川清人,矢口甫,増岡裕大
    • 学会等名
      第87回日本動物学会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-11-17 – 2016-11-17
  • [学会発表] Soldier caste determination through regulation of social communications in termites.2016

    • 著者名/発表者名
      Yaguchi H, Shigenobu S, Sasaki K & Maekawa K.
    • 学会等名
      The 25th International Congress of Entomology
    • 発表場所
      Orlando, Florida, USA
    • 年月日
      2016-09-26 – 2016-09-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Transcriptome and functional analysis of JH dependent genes in termites and woodroaches.2016

    • 著者名/発表者名
      Masuoka Y, Yaguchi H, Toga K, Shigenobu S, Nalepa C & Maekawa K.
    • 学会等名
      The 25th International Congress of Entomology
    • 発表場所
      Orlando, Florida, USA
    • 年月日
      2016-09-26 – 2016-09-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Gene expression and transcriptome analyses reveal the proximate mechanism underlying caste differentiation of lower termites.2016

    • 著者名/発表者名
      Maekawa K, Yaguchi H & Masuoka Y.
    • 学会等名
      The 25th International Congress of Entomology
    • 発表場所
      Orlando, Florida, USA
    • 年月日
      2016-09-26 – 2016-09-26
    • 国際学会
  • [学会発表] ヤマトシロアリの兵隊分化におけるDNA脱メチル化酵素遺伝子の機能解析.2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木隆太郎, 前川清人
    • 学会等名
      平成28年度日本動物学会中部支部大会
    • 発表場所
      静岡大学
    • 年月日
      2016-09-11 – 2016-09-11
  • [学会発表] ヤマトシロアリの各カーストにおけるビテロジェニン遺伝子の発現比較.2016

    • 著者名/発表者名
      金崎直人,矢口甫,増岡裕大,鈴木隆太郎,鈴木諒平,前川清人
    • 学会等名
      平成28年度日本動物学会中部支部大会
    • 発表場所
      静岡大学
    • 年月日
      2016-09-11 – 2016-09-11
  • [学会発表] Molecular mechanisms underlying soldier differentiation through the regulation of trophallaxis in an incipient colony of the damp-wood termite Zootermopsis nevadensis.2016

    • 著者名/発表者名
      Yaguchi H, Suzuki Ryo, Shigenobu S, Sasaki K & Maekawa K.
    • 学会等名
      第38回日本比較生理生化学会
    • 発表場所
      玉川大学
    • 年月日
      2016-09-02 – 2016-09-02
  • [学会発表] Suzuki Ryo, Hojo MK & Maekawa K.2016

    • 著者名/発表者名
      Gene expression patterns of odorant binding proteins among different castes in the termite Reticulitermes speratus.
    • 学会等名
      第38回日本比較生理生化学会
    • 発表場所
      玉川大学
    • 年月日
      2016-09-02 – 2016-09-02
  • [学会発表] NGS解析で得られたシロアリの兵隊特異的に発現する遺伝子の機能解析.2016

    • 著者名/発表者名
      増岡裕大,矢口甫,重信秀治,前川清人
    • 学会等名
      第18回日本進化学会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-08-25 – 2016-08-25

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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