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2012 Fiscal Year Annual Research Report

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

Research Project

Project/Area Number 22370008
Research InstitutionIbaraki University

Principal Investigator

北出 理  茨城大学, 理学部, 准教授 (80302321)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 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)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywordsシロアリ / カスト分化 / フェロモン / 遺伝的カスト決定 / 社会性昆虫
Research Abstract

ヤマトシロアリの生殖虫から2種の溶媒(ヘキサン・メタノール)で抽出した物質が、幼虫のワーカー分化に与える影響を継続して調べた。溶媒だけの対照区では分化は誘導されなかったが、実験区ではワーカー分化が誘導された。誘導の割合は卵の親により大きく異なり、フェロモン感受性は遺伝的影響が大きいと考えられた。また、本種の女王フェロモンと、道しるべフェロモン類似物質に対し、ヤマトシロアリとイエシロアリの各階級の示す反応閾値の違いを触角電位の測定により検討した。ヤマトのワーカーは女王フェロモンに対し、道しるべフェロモンより高い反応性を示した。若齢幼虫では反応は得られなかった。一方、イエシロアリのワーカーは、ヤマトシロアリの女王フェロモン2種にも反応したが、反応性は、道しるべ物質や忌避物質より低かった。
また、ヤマトシロアリ有翅生殖虫の雌雄ペア・雌雌ペアに多数のコロニーを創設させる実験を行い、単為生殖で生まれた卵は、有性生殖卵に比べて有意に高い割合でニンフに分化し、さらにこれがニンフ型生殖虫に分化することを示した。
さらに階級分化と遺伝子発現との関連に関して、ヤマトシロアリ,タカサゴシロアリ,ネバダオオシロアリのソルジャー分化において,JH量の変動に伴う兵隊特異的な遺伝子(特にHox遺伝子をはじめとする形態形成遺伝子)の働きを明らかにした。また,生殖階級と不妊階級における腸内共生原生動物の組成と個体数の変動を明らかにした。また、オオシロアリとParrhinotermes queenslandicusの野外コロニーに適用できるマイクロサテライトマーカーをパイロシークエンサーを利用して作製し、これをコロニーの遺伝構造の解明に適用するとともに、共生原生生物の組成の変異を調査した。この結果から、前者が多巣性で、幼形生殖虫による近親交配が行われていること、後者も複数の材を利用することが裏付けられた。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (24 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (12 results) Book (5 results)

  • [Journal Article] Cellulolytic protist numbers rise and fall dramatically in termite queens and kings during colony foundation.2013

    • Author(s)
      Shimada K, Lo N, Kitade O, Wakui A & Maekawa K
    • Journal Title

      Eukaryotic Cell

      Volume: 12 Pages: 545-550

    • DOI

      10.1128/​EC.00286-12

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hox gene Deformed is likely involved in mandibular regression during presoldier differentiation in the nasute termite Nasutitermes takasagoensis.2013

    • Author(s)
      Toga K, Saiki R & Maekawa K
    • Journal Title

      Journal of Experimental Zoology Part B

      Volume: 掲載確定 Pages: 掲載確定

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The role of doublesex in the evolution of exaggerated horns in the Japanese rhinoceros beetle.2013

    • Author(s)
      Ito Y, Harigai A, Nakata N, Hosoya T, Araya K, Oba Y, Ito A, Ohde T, Yaginuma T & Niimi T
    • Journal Title

      EMBO Reports.

      Volume: 掲載確定 Pages: 掲載確定

    • DOI

      doi:10.1038/embor.2013.50

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Termite soldier differentiation in incipient colonies is related to the parental proctodeal trophallactic behavior2012

    • Author(s)
      Maekawa K, Nakamura S & Watanabe D
    • Journal Title

      Zoological Science

      Volume: 29 Pages: 213-217

    • DOI

      DOI:10.2108/zsj.29.213.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relationships between frontal-gland formation and mandibular modification during JH III-induced presoldier differentiation in the termite Reticulitermes speratus (Isoptera: Rhinotermitidae)2012

    • Author(s)
      Watanabe D & Maekawa K
    • Journal Title

      Entomological Science

      Volume: 15 Pages: 56-62

    • DOI

      DOI:10.1111/j.1479-8298.2011.00468.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Variation and diversity of symbiotic protist composition in the damp-wood termite Hodotermopsis sjoestedti.2012

    • Author(s)
      Kitade O, Hayashi Y, Takatsuto K & Matsumoto T.
    • Journal Title

      Jap. J. Protozool.

      Volume: 45 Pages: 29-36

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 能登ヒバの乾燥温度による耐久性の変化2012

    • Author(s)
      松元浩、斎藤周逸、桃原郁夫、大村和香子
    • Journal Title

      石川県農林総合研究センター林業試験場研究報告

      Volume: 44 Pages: 23-27

  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      北出理,中川和樹,熊谷望
    • Organizer
      第57回日本応用動物昆虫学会
    • Place of Presentation
      藤沢
    • Year and Date
      20130328-20130329
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      高津戸香,北出理
    • Organizer
      第57回日本応用動物昆虫学会
    • Place of Presentation
      藤沢
    • Year and Date
      20130328-20130329
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      斉木亮太,前川清人
    • Organizer
      第57回日本応用動物昆虫学会
    • Place of Presentation
      藤沢
    • Year and Date
      20130328-20130329
  • [Presentation] ヤマトシロアリの兵隊分化に伴うクチクラ形成時のLaccase2の発現解析.2013

    • Author(s)
      増岡裕大,前川清人
    • Organizer
      第57回日本応用動物昆虫学会
    • Place of Presentation
      藤沢
    • Year and Date
      20130328-20130329
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      栂浩平,前川清人
    • Organizer
      第57回日本応用動物昆虫学会
    • Place of Presentation
      藤沢
    • Year and Date
      20130328-20130329
  • [Presentation] ネバダオオシロアリにおける兵隊型生殖虫の分化機構の解析.2013

    • Author(s)
      橋本裕,佐々木謙,前川清人
    • Organizer
      第57回日本応用動物昆虫学会
    • Place of Presentation
      藤沢
    • Year and Date
      20130328-20130329
  • [Presentation] Social interactions and gene expressions involved in the soldier differentiation of a termite Reticulitermes speratus.2012

    • Author(s)
      Watanabe D, Miura T & Maekawa K
    • Organizer
      24th International Congress of Entomology
    • Place of Presentation
      Daegu, South Korea
    • Year and Date
      20120819-20120825
  • [Presentation] Laccase2 expression involved in the specific cuticular tanning during soldier differentiation of the termite Reticulitermes speratus.2012

    • Author(s)
      Masuoka Y, Miyazaki S, Saiki R & Maekawa K
    • Organizer
      24th International Congress of Entomology
    • Place of Presentation
      Daegu, South Korea
    • Year and Date
      20120819-20120825
  • [Presentation] Juvenile hormone titer and JH signaling gene expressions during differentiation of neotenic reproductives in the termite Reticulitermes speratus.2012

    • Author(s)
      Saiki R & Maekawa K
    • Organizer
      24th International Congress of Entomology
    • Place of Presentation
      Daegu, South Korea
    • Year and Date
      20120819-20120825
  • [Presentation] Symbiotic gut protists are not harbored in termite queens and kings with mature reproductive organs.2012

    • Author(s)
      Shimada K, Kitade O & Maekawa K
    • Organizer
      24th International Congress of Entomology
    • Place of Presentation
      Daegu, South Korea
    • Year and Date
      20120819-20120825
  • [Presentation] 次世代シーケンサーを利用したシロアリの兵隊分化を引き起こす遺伝子の解析.

    • Author(s)
      前川清人,矢口甫,重信秀治
    • Organizer
      第60回日本生態学会
    • Place of Presentation
      静岡
  • [Presentation] シロアリ生殖虫と腸内原生生物の共生関係-腸内鞭毛虫は成熟した女王と王には存在しない-.

    • Author(s)
      嶋田敬介,北出理,前川清人
    • Organizer
      第45回日本原生動物学会大会
    • Place of Presentation
      姫路
  • [Book] 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)pp. 181-189.2012

    • Author(s)
      北出理
    • Total Pages
      471
    • Publisher
      海青社
  • [Book] 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)pp. 206-214.2012

    • Author(s)
      北出理
    • Total Pages
      471
    • Publisher
      海青社
  • [Book] 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)pp. 202-205.2012

    • Author(s)
      林良信・北出理
    • Total Pages
      471
    • Publisher
      海青社
  • [Book] 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)pp. 163-172.2012

    • Author(s)
      前川清人
    • Total Pages
      471
    • Publisher
      海青社
  • [Book] 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)pp. 225-231.2012

    • Author(s)
      大村和香子
    • Total Pages
      471
    • Publisher
      海青社

URL: 

Published: 2014-07-24  

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