シロアリのカースト分化における幼若ホルモンと栄養に応答したシグナル伝達機構の解明

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20200059
• 研究種目: 新学術領域研究(研究課題提案型)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生態・環境; 発生生物学
• 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): 2008 – 2010
• キーワード: 生理生態 / 進化発生

研究概要

シロアリの兵隊分化調節のスイッチ機構を明らかにすることを目指し,系統的に異なる複数種を用いて,未成熟個体に対する幼若ホルモン(JH)投与による形態および遺伝子発現の変化を解析した。武器形態が大きく異なる2種の兵隊分化時に,栄養条件に応答するシグナル伝達経路に関わる遺伝子の発現パターンが異なることが示された。また,高等シロアリにおいてRNA干渉法を初めて成功させ,形態形成遺伝子のノックダウンで兵隊特異的な一部の形態の形成に顕著な抑制効果が引き起こされることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Description of the basic features of parent-offspring stomodeal trophallaxis in the subsocial wood-feeding cockroach Salganea esakii (Dictyoptera, Blaberidae, Panesthiinae). (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimada K, Maekawa K.
  • 雑誌名: Entomological Science 14 ページ: 9-12
• [雑誌論文] The physical mechanism of cuticular color in Phelotrupes auratus (Coleoptera, Geotrupidae). (2011)
  • 著者名/発表者名: Akamine M, Ishikawa K, Maekawa K, Kon M.
  • 雑誌名: Entomological Science 14 (in press)
• [雑誌論文] High-level expression of the geranylgeranyl diphosphate synthase gene in the frontal gland of soldiers in Reticulitermes speratus (Isoptera : Rhinotermitidae). (2011)
  • 著者名/発表者名: Hojo M, Toga K, Watanabe D, Yamamoto T, Maekawa K.
  • 雑誌名: Archives of Insect Biochemistry & Physiology 77 ページ: 17-31
• [雑誌論文] Phylogeography of Japanese population of Phelotrupes auratus (Coleoptera, Geotrupidae) inferred from mitochondrial DNA sequences. (2011)
  • 著者名/発表者名: Akamine M, Maekawa K, Kon M.
  • 雑誌名: Zoological Science in press
• [雑誌論文] Soldier presence suppresses presoldier differentiation through a rapid decrease of JH in the termite Reticulitermes speratus. (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe D, Gotoh H, Miura T, Maekawa K.
  • 雑誌名: Journal of Insect Physiology in press
• [雑誌論文] Relationships between frontal-gland formation and mandibular modification during JH III-induced presoldier differentiation in the termite Reticulitermes speratus (Isoptera : Rhinotermitidae). (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe D, Maekawa K.
  • 雑誌名: Entomological Science 14 (in press)
• [雑誌論文] Juvenile Hormone titre and vitellogenin gene expression related to ovarian development in primary reproductives compared with nymphs and nymphoid reproductives of the termite Reticulitermes speratus. (2010)
  • 著者名/発表者名: Maekawa K, Ishitani K, Gotoh H, Cornette R. Miura T.
  • 雑誌名: Physiological Entomology 35 ページ: 52-58
• [雑誌論文] Changes in endogenous cellulase gene expression levels and reproductive characteristics of primary and secondary reproductives with colony development of the termite Reticulitermes speratus (Isoptera : Rhinotermitidae). (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimada K, Maekawa K.
  • 雑誌名: Journal of Insect Physiology 56 ページ: 1118-1124
• [雑誌論文] Effects of juvenile hormone III on morphogenetic changes during a molt from each nymphal instar in the termite Reticulitermes speratus (Isoptera : Rhinotermitidae). (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe D, Shirasaki I, Maekawa K.
  • 雑誌名: Applied Entomology and Zoology 45 ページ: 377-386
• [雑誌論文] Ovarian development of female-female pairs in the termite Reticulitermes speratus. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishitani K, Maekawa K.
  • 雑誌名: Journal of Insect Science 10(available online : insectscience.org/10.194) ページ: 194
• [雑誌論文] Identification of a reproductive-specific, putative lipid transport protein gene in a queenless ponerine ant Diacamma sp. (2010)
  • 著者名/発表者名: Okada Y, Miyazaki S, Koshikawa S, Cornette R, Maekawa K, Tsuji K, Miura T.
  • 雑誌名: Naturwissenschaften 97 ページ: 971-979
• [雑誌論文] Presoldier induction by juvenile hormone analogue in the nasute termite Nasutitermes takasagoensis (Isoptera : Termitidae). (2009)
  • 著者名/発表者名: Toga K, Hojo M, Miura T, Maekawa K.
  • 雑誌名: Zoological Science 26 ページ: 382-388
• [雑誌論文] Reference genes for real-time quantitative reverse transcriptase-PCR in the higher termite Nasutitermes takasagoensis (Isoptera : Termitidae) comparing soldiers with minor workers. (2009)
  • 著者名/発表者名: Hojo M, Toga K, Itai I, Maekawa K.
  • 雑誌名: Sociobiology 54 ページ: 509-520
• [雑誌論文] Soldier differentiation and larval juvenile hormone sensitivity in an incipient colony of the damp-wood termite Zootermopsis nevadensis (Isoptera, Termopsidae). (2008)
  • 著者名/発表者名: Itano H, Maekawa K.
  • 雑誌名: Sociobiology 51 ページ: 151-162
• [雑誌論文] Effect on mandibular length of juvenile hormones and regulation of soldier differentiation in the termite Reticulitermes speratus (Isoptera : Rhinotermitidae). (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya M, Watanabe D, Maekawa K.
  • 雑誌名: Applied Entomology and Zoology 43 ページ: 307-314
• [雑誌論文] Social biology of the wood-feeding cockroach genus Salganea (Dictyoptera : Blaberidae : Panesthiinae) : did ovoviviparity prevent the evolution of eusociality in the lineage? (2008)
  • 著者名/発表者名: Maekawa K, Matsumoto T, Nalepa CA.
  • 雑誌名: Insectes Sociaux 55 ページ: 107-114
• [雑誌論文] The Cryptocercus punctulatus species complex (Dictyoptera : Cryptocercidae) in the eastern United States : comparison of cuticular hydrocarbons, chromosome number, and DNA sequences. (2008)
  • 著者名/発表者名: Everaerts C, Maekawa K, Farine JP, Shimada K, Luykx P, Brossut R, Nalepa CA.
  • 雑誌名: Molecular Phylogenetics and Evolution 47 ページ: 50-959
• [雑誌論文] Compound eye development during caste differentiation of the termite Reticulitermes speratus (Isoptera : Rhinotermitidae). (2008)
  • 著者名/発表者名: Maekawa K, Mizuno S, Koshikawa S, Miura T.
  • 雑誌名: Zoological Science 25 ページ: 699-705
• [雑誌論文] Correlation between social structure and nymphal wood-digestion ability in the xylophagous cockroaches Salganea esakii and Panesthia angustipennis (Blaberidae : Panesthiinae). (2008)
  • 著者名/発表者名: Shimada K, Maekawa K.
  • 雑誌名: Sociobiology 52 ページ: 417-427
• [雑誌論文] Frontal-pore formation during soldier differentiation induced by juvenile hormone III in the termite Reticulitermes speratus (Isoptera : Rhinotermitidae). (2008)
  • 著者名/発表者名: Watanabe D, Maekawa K.
  • 雑誌名: Sociobiology 52 ページ: 437-447
• [雑誌論文] Geographic color variation of Phelotrupes auratus (Coleoptera, Geotrupidae) in the Kinki district, Central Japan : a quantitative spectrophotometric analysis. (2008)
  • 著者名/発表者名: Akamine M, Maekawa K, Kon M.
  • 雑誌名: Entomological Science 11 ページ: 401-407
• [雑誌論文] Spectrophotometric analysis of dorsal coloration in Phelotrupes auratus (Coleoptera, Geotrupidae) : a comparison of beetles collected in 2001 and 2005. (2008)
  • 著者名/発表者名: Akamine M, Maekawa K, Kon M.
  • 雑誌名: Elytra, Tokyo 36 ページ: 309-310
• [雑誌論文] Altricial development in subsocial wood-feeding cockroaches. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nalepa C, Maekawa K, Shimada K, Saito Y, Arellano C, Matsumoto T.
  • 雑誌名: Zoological Science 25 ページ: 1190-1198
• [雑誌論文] A quantitative spectrophotometric analysis of geographic color variation of Phelotrupes auratus (Coleoptera, Geotrupidae) throughout its distribution range. (2008)
  • 著者名/発表者名: Akamine M, Maekawa K, Kon M.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Systematic Entomology 14 ページ: 171-181
• [雑誌論文] Spectrophotometric analysis of dorsal coloration in Phelotrupes auratus (Coleoptera : Geotrupidae) : comparisons between populations, sexes and beetles with varying extents of wear. (2008)
  • 著者名/発表者名: Akamine M, Maekawa K, Kon M.
  • 雑誌名: Entomological Review of Japan 63 ページ: 129-134
• [学会発表] ヤマトシロアリにおける個体間相互作用による兵隊分化を調節する因子の伝達 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邊大, 前川清人
  • 学会等名: 第58回日本生態学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] ネバダオオシロアリの生殖虫は栄養交換によってソルジャー分化を調節する (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村早寿, 前川清人
  • 学会等名: 第58回日本生態学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] ヤマトシロアリの2雌による創設コロニーでの女王数とカースト分化との関係 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉村美穂、斉木亮太、前川清人
  • 学会等名: 第58回日本生態学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] シロアリ類における繁殖形質の発達と腸内に共生する原生生物の個体数との関係 (2011)
  • 著者名/発表者名: 嶋田敬介, 北出理, 前川清人
  • 学会等名: 第58回日本生態学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] シロアリ類とゴキブリ類における栄養交換行動の発達と社会性の進化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 嶋田敬介, 前川清人
  • 学会等名: 第58回日本生態学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] 弾き飛ばし型の大顎を持つシロアリ兵隊における額腺の機能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北條優, 前川清人, 徳田岳
  • 学会等名: 第81回日本動物学会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] タカサゴシロアリの兵蟻特異的な器官形成における形態形成遺伝子の機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 栂浩平, 北條優, 前川清人
  • 学会等名: 第70回日本昆虫学会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] ネバダオオシロアリの初期巣における兵蟻分化調節への生殖虫の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村早寿, 板野紘宜, 菊池理, 前川清人
  • 学会等名: 第70回日本昆虫学会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2010-09-18
• [学会発表] New perspective on the relationship between termites and symbionts : reproductives lose symbionts after colony maturation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimada K , Maekawa K
  • 学会等名: 第16回国際社会性昆虫学会議
  • 発表場所: デンマーク・コペンハーゲン
  • 年月日: 2010-08-12
• [学会発表] Termite soldiers are responsible for the regulation of presoldier molt by rapid JH-decreasing effects in the colony. (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe D, Maekawa K
  • 学会等名: 第16回国際社会性昆虫学会議
  • 発表場所: デンマーク・コペンハーゲン
  • 年月日: 2010-08-12
• [学会発表] Caste differentiation in female-female colonies of the termite Reticulitermes speratus (Rhinotermitidae). (2010)
  • 著者名/発表者名: Maekawa K, Yoshimura M, Shimada K, Watanabe D, Saiki R
  • 学会等名: 第16回国際社会性昆虫学会議
  • 発表場所: デンマーク・コペンハーゲン
  • 年月日: 2010-08-10
• [学会発表] Expression and functional analyses of Distal-less responsible for soldier-specific morphogenesis in nasute termites. (2010)
  • 著者名/発表者名: Toga K, Hojo M, Miura T, Maekawa K
  • 学会等名: 第16回国際社会性昆虫学会議
  • 発表場所: デンマーク・コペンハーゲン
  • 年月日: 2010-08-10
• [学会発表] シロアリにおけるゲラニルゲラニル二リン酸合成酵素のジテルペン合成への機能進化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北條優, 前川清人, 徳田岳
  • 学会等名: 第12回日本進化学会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] シロアリ類と腸内微生物の共生関係に関する新たな知見-生殖虫はコロニーが発達すると共生原生生物を失う- (2010)
  • 著者名/発表者名: 嶋田敬介, 前川清人
  • 学会等名: 平成22年度日本動物学会中部支部会
  • 発表場所: 岐阜大学
  • 年月日: 2010-07-25
• [学会発表] ミツバチ雄における幼若ホルモンとドーパミン関連物質との関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 赤坂真也, 佐々木謙, 原野健一, 前川清人, 嶋田敬介, 長尾隆司
  • 学会等名: 第32回比較生理生化学会
  • 発表場所: 九州産業大学
  • 年月日: 2010-07-17
• [学会発表] シロアリ類におけるコロニーの発達に伴う給餌システムの変化と繁殖上の分業 (2010)
  • 著者名/発表者名: 嶋田敬介, 前川清人
  • 学会等名: 第57回日本生態学会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] ヤマトシロアリにおける幼若ホルモンを介した兵隊カースト分化の調節 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邊大, 後藤寛貴, 三浦徹, 前川清人
  • 学会等名: 第57回日本生態学会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] ヤマトシロアリのカースト分化に影響する生理的な変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前川清人
  • 学会等名: 第57回日本生態学会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-03-15
• [学会発表] オオセンチコガネの鞘翅の構造色 (2009)
  • 著者名/発表者名: 赤嶺真由美, 石川謙, 前川清人, 近雅博
  • 学会等名: 第69回日本昆虫学会
  • 発表場所: 三重大学
  • 年月日: 2009-10-12
• [学会発表] ヤマトシロアリの兵隊における防衛物質合成に関わる遺伝子の発現解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北條優, 山本知代, 栂浩平, 前川清人
  • 学会等名: 第69回日本昆虫学会
  • 発表場所: 三重大学
  • 年月日: 2009-10-12
• [学会発表] ヤマトシロアリの成虫形質と兵蟻形質の発達に対する幼若ホルモンの影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡邊大, 白崎一佳, 前川清人
  • 学会等名: 第69回日本昆虫学会
  • 発表場所: 三重大学
  • 年月日: 2009-10-11
• [学会発表] エサキクチキゴキブリにおける親子間の栄養交換行動では何が受け渡されているのか? (2009)
  • 著者名/発表者名: 嶋田敬介, 北條優, 前川清人
  • 学会等名: 第69回日本昆虫学会
  • 発表場所: 三重大学
  • 年月日: 2009-10-10
• [学会発表] シロアリ類とゴキブリ類における栄養交換行動の発達と社会性の進化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 嶋田敬介, 前川清人
  • 学会等名: 第11回日本進化学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2009-09-03
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 渡邊大, 前川清人
  • 学会等名: 第56回日本生態学会
  • 発表場所: 岩手県立大学
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 栂浩平, 北條優, 三浦徹, 前川清人
  • 学会等名: 第56回日本生態学会
  • 発表場所: 岩手県立大学
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] ヤマトシロアリのカースト分化と形態変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 前川清人
  • 学会等名: 第56回日本生態学会
  • 発表場所: 岩手県立大学
  • 年月日: 2009-03-16
• [学会発表] Differences in gene expression level of endogenous cellulase in young xylophagous cockroaches and termites. (2008)
  • 著者名/発表者名: Shimada K, Maekawa K.
  • 学会等名: 第23回国際昆虫学会
  • 発表場所: 南アフリカ・ダーバン
  • 年月日: 20080706-20080712
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 前川清人
  • 学会等名: 第27回日本動物行動学会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] ヤマトシロアリの前兵蟻分化に伴う額腺形成の観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 渡邊大, 前川清人
  • 学会等名: 第68回日本昆虫学会
  • 発表場所: 香川大学
  • 年月日: 2008-09-15
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 栂浩平, 北條優, 三浦徹, 前川清人
  • 学会等名: 第68回日本昆虫学会
  • 発表場所: 香川大学
  • 年月日: 2008-09-15
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 嶋田敬介, 前川清人
  • 学会等名: 第79回日本動物学会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2008-09-06
• [学会発表] シロアリにおけるカーストの分化と調節 (2008)
  • 著者名/発表者名: 前川清人
  • 学会等名: 平成20年度日本動物学会中部支部会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2008-07-26
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 嶋田敬介, C.A.Nalepa, 前川清人
  • 学会等名: 平成20年度日本動物学会中部支部会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2008-07-26
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 石谷恭子, 前川清人
  • 学会等名: 平成20年度日本動物学会中部支部会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2008-07-26
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 白崎一佳, 前川清人
  • 学会等名: 平成20年度日本動物学会中部支部会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2008-07-26
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 渡邊大, 前川清人
  • 学会等名: 平成20年度日本動物学会中部支部会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2008-07-26
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 山本知代, 北條優, 前川清人
  • 学会等名: 平成20年度日本動物学会中部支部会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2008-07-26
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 栂浩平, 北條優, 三浦徹, 前川清人
  • 学会等名: 平成20年度日本動物学会中部支部会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2008-07-26
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.sci.u-toyama.ac.jp/bio/maekawa-lab/maekawa-index.html