遺伝子とフェロモンによるシロアリのカスト多型の制御機構の解明

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22370008
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生態・環境
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 北出 理 茨城大学, 理学部, 准教授 (80302321)
• 研究分担者: 大村 和香子 独立行政法人森林総合研究所, 木質改善研究領域, 主任研究員 (00343806) ; 荒谷 邦雄 九州大学, 比較社会文化研究科(研究院), 教授 (10263138) ; 前川 清人 富山大学, 理工学研究部, 准教授 (20345557)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 生物社会 / カスト決定機構

研究概要

シロアリは社会性昆虫であり、ワーカーやニンフなどの階級をもつ。本研究から、ヤマトシロアリ属のワーカーとニンフの階級分化においては、X染色体上の遺伝子の強い効果と生殖虫が分泌するフェロモンのワーカー誘導効果との相互作用で階級が決まる事が明らかになった。フェロモンの感受性は遺伝的影響を受けることも示された。さらに個体間の攻撃行動が最終的な階級比の調節に重要な役割を果たすと考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Hox gene Deformed is likely involved in mandibular regression during presoldier differentiation in the nasute termite Nasutitermes takasagoensis (2013)
  • 著者名/発表者名: Toga K, Saiki R, Maekawa K
  • 雑誌名: Journal of Experimental Zoology Part B 巻: (印刷中)
  • DOI: DOI:10.1002/jez.b.22512
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of doublesex in the evolution of exaggerated horns in the Japanese rhinoceros beetle (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito Y, Harigai A, Nakata N, Hosoya T, Araya K, Oba Y, Ito A, Ohde T, Yaginuma T, Niimi T
  • 雑誌名: EMBO Reports 巻: (印刷中)
  • DOI: DOI:10.1038/embor.2013.50.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cellulolytic protist numbers rise and fall dramatically in termite queens and kings during colony foundation (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimada K, Lo N, Kitade O, Wakui A, Maekawa K
  • 雑誌名: Eukaryotic Cell 巻: 12 ページ: 545-550
  • DOI: DOI:10.1128/EC.00286-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variation and diversity of symbiotic protist composition in the damp-wood termite Hodotermopsis sjoestedti. Jap. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kitade O, Hayashi Y, Takatsuto K, Matsumoto T
  • 雑誌名: J. Protozool 巻: 45 ページ: 29-36
  • URL: http://protozoology.jp/journal/jjp45/jjp45p29-p36.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression and function of a limb-patterning gene Distal-less in the soldier-specific morphogenesis in the nasute termite Nasutitermes takasagoensis (2012)
  • 著者名/発表者名: Toga K, Hojo M, Miura T & Maekawa K
  • 雑誌名: Evolution & Development 巻: 14 ページ: 286-295
  • DOI: DOI:10.1111/j.1525-142X.2012.00545.x.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Termite soldier differentiation in incipient colonies is related to the parental proctodeal trophallactic behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Maekawa K, Nakamura S & Watanabe D
  • 雑誌名: Zoological Science 巻: 29 ページ: 213-217
  • DOI: DOI:10.2108/zsj.29.213.
  • 査読あり
• [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) (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe D & Maekawa K
  • 雑誌名: Entomological Science 巻: 15 ページ: 56-62
  • DOI: DOI:10.1111/j.1479-8298.2011.00468.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaginal organ development and vitellogenin gene expression changes during the differentiation of nymphoids of the termite Reticulitermes speratus (2011)
  • 著者名/発表者名: Saiki R & Maekawa K
  • 雑誌名: Sociobiology 巻: 58 ページ: 499-511
  • URL: http://www.csuchico.edu/biol/Sociobiology/volume/sociobiologyv58n22011.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for genetically influenced caste determination in phylogenetically diverse species of the termite genus Reticulitermes (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitade O, Hoshi M, Odaira S, Asano A, Shimizu M, Hayashi Y, Lo N
  • 雑誌名: Biology Letters 巻: 7 ページ: 257-260
  • DOI: DOI:10.1098/rsbl.2010.0856.
  • 査読あり
• [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 巻: 53 ページ: 791-795
  • DOI: DOI:10.1016/j.jinsphys.2011.03.005.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Paternity analysis in an egg-carrying aquatic insect Appasus major (Hemiptera: Belostomatidae) using microsatellite markers (2010)
  • 著者名/発表者名: Inada K, Kitade O, Morino H
  • 雑誌名: Entomological Science 巻: 14 ページ: 43-48
  • DOI: DOI:10.1111/j.1479-8298.2010.00420.x
  • 査読あり
• [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
  • DOI: DOI:10.1673/031.010.19401.
  • 査読あり
• [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 巻: 45 ページ: 377-386
  • DOI: DOI:10.1303/aez.2010.377
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)Description of the second species of the genus Chewlucanus Ikeda et Katsura. (Coleopreta, Lucanidae) from Sarawak, Malaysia in Borneo (2010)
  • 著者名/発表者名: Araya K, Murai Y.
  • 雑誌名: Entomological Revew of Japan 巻: 65 ページ: 375-383
  • URL: http://ci.nii.ac.jp/naid/10027844741
  • 査読あり
• [雑誌論文] 樹木の腐朽とシロアリの関与 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山本幸一, 大村和香子
  • 雑誌名: しろあり 巻: 154 ページ: 154-154
  • URL: http://www.hakutaikyo.or.jp/shiroari/154
• [雑誌論文] シロアリにおけるテルペン類の役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大村和香子
  • 雑誌名: 月刊ファインケミカル 巻: 40 ページ: 29-33
  • DOI: http://ci.nii.ac.jp/naid/40018763478
• [学会発表] ヤマトシロアリ幼虫のワーカー分化に対する生殖虫抽出物の効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 北出理,中川和樹,熊谷望
  • 学会等名: 第57回日本応用動物昆虫学会
  • 発表場所: 日本大学(藤沢)
  • 年月日: 20130328-29
• [学会発表] ヤマトシロアリの有性・単為生殖初期コロニーにおけるニンフと生殖虫の生産 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高津戸香,北出理
  • 学会等名: 第57回日本応用動物昆虫学会
  • 発表場所: 日本大学(藤沢)
  • 年月日: 20130328-29
• [学会発表] ヤマトシロアリの幼形生殖虫の分化過程におけるJH関連遺伝子の発現解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 斉木亮太,前川清人
  • 学会等名: 第57回日本応用動物昆虫学会
  • 発表場所: 日本大学(藤沢)
  • 年月日: 20130328-29
• [学会発表] シロアリ兵隊の武器形成におけるホルモン伝達因子及びHox遺伝子の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 栂浩平,前川清人
  • 学会等名: 第57回日本応用動物昆虫学会
  • 発表場所: 日本大学(藤沢)
  • 年月日: 20130328-29
• [学会発表] Social interactions and gene expressions involved in the soldier differentiation of a termite Reticulitermes speratus (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe D, Miura T, Maekawa K.
  • 学会等名: 24th International Congress of Entomology
  • 発表場所: Daegu, South Korea
  • 年月日: 20120819-25
• [学会発表] Juvenile hormone titer and JH signaling gene expressions during differentiation of neotenic reproductives in the termite Reticulitermes speratus (2012)
  • 著者名/発表者名: Saiki R, Maekawa K
  • 学会等名: 24th International Congress of Entomology
  • 発表場所: Daegu, South Korea
  • 年月日: 20120819-25
• [学会発表] オオシロアリ野外巣のカスト組成・性比と共生原生生物組成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 北出理
  • 学会等名: 第56回日本応用動物昆虫学会大会
  • 発表場所: 近畿大学(奈良)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] ヤマトシロアリの幼形生殖虫分化における幼若ホルモンの役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 齊木亮太,前川清人
  • 学会等名: 第56回日本応用動物昆虫学会大会
  • 発表場所: 近畿大学(奈良)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] ネバダオオシロアリの初期巣で兵隊分化を引き起こす要因 (2012)
  • 著者名/発表者名: 前川清人,矢口甫,佐々木謙
  • 発表場所: 近畿大学(奈良)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] ヤマトシロアリの野外コロニー内の血縁構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 諸岡史哉, 北出理
  • 学会等名: 日本生態学会第59回大会・第5回東アジア生態学会連合大会
  • 発表場所: 龍谷大学(大津)
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] ヤマトシロアリReticulitermes speratusの有翅虫の性比と体サイズの地理的変異 (2012)
  • 著者名/発表者名: 諸岡史哉, 北出理, 中川和樹, 滋田友恒,石原道博,吉村美穂, 前川清人
  • 学会等名: 日本生態学会第59回大会・第5回東アジア生態学会連合大会
  • 発表場所: 龍谷大学(大津)
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] ヤマトシロアリのワーカー分化に女王フェロモンと生殖虫抽出物が与える影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中川和樹,吉村美穂,前川清人,大村和香子,北出理
  • 学会等名: 日本生態学会第59回大会・第5回東アジア生態学会連合大会
  • 発表場所: 龍谷大学(大津)
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] オオシロアリ野外コロニーのカスト構成と性比 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高津戸香,林良信,北出理
  • 学会等名: 日本生態学会第59回大会・第5回東アジア生態学会連合大会
  • 発表場所: 龍谷大学(大津)
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] ヤマトシロアリの雌有翅虫ペアによる創設コロニーのカースト分化機構の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉村美穂,北出理,前川清人
  • 学会等名: 日本生態学会第59回大会・第5回東アジア生態学会連合大会
  • 発表場所: 龍谷大学(大津)
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] シロアリにおける社会構造の調節機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前川清人
  • 学会等名: 第82回日本動物学会
  • 発表場所: 大雪クリスタルホール(旭川)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] アメリカカンザイシロアリの糞分析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大村和香子, 伊藤優子, 桃原郁夫, 加藤厚
  • 学会等名: 第61回日本木材学会
  • 発表場所: 京都大学(京都)
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] ヤマトシロアリにおける有翅虫性比の地理的な変異 (2011)
  • 著者名/発表者名: 諸岡史哉, 北出理
  • 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 (札幌)
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] ヤエヤマシロアリ野外コロニーの生殖虫組成の違いとカスト比・性比・遺伝構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 星真大, 北出理
  • 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 (札幌)
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] ヤマトシロアリ創設メスの母巣の違いがニンフ生産に与える影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 滋田友恒, 諸岡史哉, 北出理
  • 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 (札幌)
  • 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 (札幌)
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] ヤマトシロアリの攻撃行動における雌雄差 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北出理, 権田まり子
  • 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 (札幌)
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] Caste production in orphaned incipient colonies of Reticulitermes : its relation to genetic system and parthenogenesis (2010)
  • 著者名/発表者名: Kitade O, Kanda H.
  • 学会等名: 第16回国際社会性昆虫学会議
  • 発表場所: Copenhagen, Denmark
  • 年月日: 2010-08-10
• [学会発表] Worker-caste diferentiation induced by parents in the subterranean termite Reticulitermes speratus (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Y, Miyata H, Miura T, Kitade O
  • 学会等名: 第16回国際社会性昆虫学会議
  • 発表場所: Copenhagen, Denmark
  • 年月日: 2010-08-10
• [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: Copenhagen, Denmark
  • 年月日: 2010-08-10
• [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: Copenhagen, Denmark
  • 年月日: 2010-08-10
• [図書] 「ヤマトシロアリ属のコロニーと遺伝構造」「シロアリの事典」(吉村剛他編) (2012)
  • 著者名/発表者名: 北出理
  • 総ページ数: 181-189
  • 出版者: 海青社
• [図書] 「ヤマトシロアリ属の幼形生殖虫の分化と生殖虫によるカースト分化の抑制」「シロアリの事典」(吉村剛他編) (2012)
  • 著者名/発表者名: 北出理
  • 総ページ数: 206-214
  • 出版者: 海青社
• [図書] 「ヤマトシロアリのカーストとその決定要因.、「シロアリの事典」(吉村剛他編) (2012)
  • 著者名/発表者名: 林良信、北出理
  • 総ページ数: 202-205
  • 出版者: 海青社
• [図書] 「ヤマトシロアリにおけるカースト分化の制御機構」「シロアリの事典」(吉村剛他編) (2012)
  • 著者名/発表者名: 前川清人
  • 総ページ数: 163-172
  • 出版者: 海青社
• [図書] 「シロアリの食物認識と摂食行動」「シロアリの事典」(吉村剛他編) (2012)
  • 著者名/発表者名: 大村和香子
  • 総ページ数: 225-231
  • 出版者: 海青社