Cymharu Mynegiant Genynnau Rhwng Adeiladwyr A Chwilwyr

Cysylltwchoscar.xiao@wecistanche.comam fwy o wybodaeth

Mae manteision sy'n gysylltiedig â rhannu llafur (DOL) yn cael eu trafod fel grymoedd gyrru mawr sy'n ffafrio trawsnewidiadau mawr mewn esblygiad, megis esblygiad y gell ewcaryotig neu organebau amlgellog. Mae esblygiad ewgymdeithasol yn aml yn cael ei ystyried fel y diweddaraf o'r trawsnewidiadau esblygiadol mawr hyn. Mae pryfed cymdeithasol yn cynnig y fantais i astudio 'cyfnodau trawsnewid' gan nad yw pob pryfyn cymdeithasol yn uwch-organebau (hy, rhywogaeth, lle na all gweithwyr cytref atgenhedlu a'u bod yn ddi-haint ), a fyddai'n gymwys fel rhai sydd wedi cyflawni trawsnewidiad esblygiadol mawr23. Mae pryfed cymdeithasol hefyd yn cael eu nodweddu gan DDL, sef rhwng anifeiliaid atgenhedlol ac anifeiliaid nad ydynt yn atgenhedlu o fewn cytref o bryfed. Yn y Hymenolotera cymdeithasol, sy'n cynnwys morgrug a rhai gwenyn a gwenyn meirch, yn ogystal ag yn y termites Blattodean, dim ond un neu ychydig o unigolion o fewn cytref sy'n atgenhedlu (brenhinesau ac mewn termites hefyd yn frenin), tra bod mwyafrif helaeth unigolion y nythfa. , anghofio atgynhyrchu, dros dro o leiaf, a pherfformio tasgau gweithiwr neu filwr. O fewn y cast gweithiwr mae DOL pellach yn bodoli'n gyffredin sy'n gysylltiedig ag oedran gweithiwr (hy, polyethism oedran)*. Mae gweithwyr ifanc yn gwneud tasgau o fewn y nyth, fel gofalu am yr epil a'r atgenhedloedd, tra bod gweithwyr hŷn yn cyflawni tasgau mwy peryglus, fel chwilota y tu allan i'r nyth. Ystyrir bod DOL seiliedig ar oedran o'r fath yn addasol - 'gan fod gan unigolion hŷn ddisgwyliad oes llai yn gyffredinol, ac felly gwerth atgenhedlu is (neu ei ffitrwydd cynhwysol cyfatebol) na gweithwyr ifanc.

Cliciwch yma i wybod mwy

Mae mecanweithiau moleciwlaidd agos sy'n sail i rannu tasgau wedi'u hastudio'n ddwys mewn Hymenoptera cymdeithasol" 10. Mae Vitellogenins(Vgs) wedi dod i'r amlwg fel rheolyddion mawr DOL rhwng breninesau a gweithwyr-15, yn ogystal â rhwng gweithwyr sy'n cyflawni tasgau gwahanol 1617.manteision cynomoriumMaent yn broteinau storio sy'n adnabyddus am eu swyddogaeth fel rhagflaenwyr melynwy yn ystod oogenesis mewn pryfed benywaidd18. Er enghraifft, yn y pryfyn cymdeithasol a astudiwyd orau, y wenynen fêl Apis mellifera, nodweddir y newid o dasgau nyrsio dan do i chwilota yn yr awyr agored gan newid yn y mynegiant o lawer o enynnau19. Yn ffisiolegol, mae'r newid sy'n gysylltiedig ag oedran o nyrsio i chwilota am fwyd yn gysylltiedig â chynnydd yn y titer hormon ifanc hemolymff (JH)? 20 sy'n cael ei sbarduno gan ostyngiad yn y lefelau Vg sy'n cylchredeg1521-23. Yn bwysig, mewn gweithwyr gwenyn mêl, nad ydynt yn cynhyrchu wyau ym mhresenoldeb y frenhines, dangoswyd bod gan Vg swyddogaeth sy'n atal imiwnedd2.

O'i gymharu â gwenyn, mae llawer llai yn hysbys am y mecanweithiau moleciwlaidd sy'n sail i DOL, ac yn enwedig rhannu tasgau ymhlith gweithwyr termites. Mae termites (infraorder 'Isoptera, a ystyriwyd yn orchymyn annibynnol yn flaenorol" yn chwilod duon, llinach monoffyletig sy'n nythu yn y Blattodea a esblygodd goruchafiaeth yn annibynnol ar Hymenoptera cymdeithasol2526. Fel yn yr Hymenoptera cymdeithasol, mae polyethism oedran yn gyffredin gyda gweithwyr hŷn yn cyflawni tasgau mwy peryglus fel chwilota neu amddiffyniad2728.Caiff ei sefydlu hefyd (i) bod Vgs yn chwarae rhan bwysig yn DOL rhwng atgenhedloedd termite a gweithwyr;2930, (ii) bod teitlau JH a mynegiant Vg yn gysylltiedig yn gadarnhaol â breninesau termite **, a (iii) bod breninesau mae ganddynt titrau JH sylweddol uwch na gweithwyr Mae gan Termites dri chopi Vg sy'n cael eu huwchreoleiddio irn queens3637 ac o leiaf yn Cryptotermes Secundus mae'r tri chopi Vg hyn yn aelodau o rwydwaith cydfynegi genynnau sy'n nodweddu ffenoteip y frenhines (gweler hefyd "Trafodaeth")30.hyacinth anialwchMae'r canlyniadau hyn yn ein harwain i ddamcaniaethu bod Vgs a JH nid yn unig yn sail i DOL atgenhedlol ond hefyd yn rheoleiddio rhaniad tasgau ymhlith gweithwyr termite, yn debyg i Hymenoptera cymdeithasol.

Ein nod oedd profi a yw rhaniad tasgau ymhlith gweithwyr termites yn gysylltiedig â'r un mecanweithiau sy'n sail i rannu tasgau yn Hymenoptera cymdeithasol. I wneud hyn, fe wnaethom ddewis rhywogaeth termite y mae rhaniad tasgau ymhlith gweithwyr wedi'i astudio'n ddwys ar ei gyfer ac a ddisgrifir orau, Macrotermes bellicosus Smeathman (Macrotermitinae)283839. Mae M.bellicosus yn derminit sy'n tyfu ffwng sy'n adeiladu twmpathau mawr ac sydd â nythfa gymhleth. strwythur yn cynnwys hyd at ychydig filiynau o unigolion wedi'u rhannu'n bedwar cast di-haint: gweithwyr mawr a mân, a milwyr mawr a mân年.dull echdynnu flavonoid pdfMae DOL ymhlith y castiau di-haint hyn wedi cael eu hastudio'n ddwys, yn enwedig ar gyfer gweithwyr llai283839. Maent yn fenywod ac felly gellir eu cymharu â'r frenhines.Yn ogystal, nhw yw'r mwyafrif o unigolion ac mae ganddynt y repertoire ymddygiadol mwyaf amrywiol. Mae gweithwyr bach ifanc yn gofalu am yr epil a'r frenhines. Mae hen weithwyr llai yn gwneud gwaith adeiladu a chwilota am fwyd. Mae'r olaf yn caniatáu profi achosion rhannu tasgau o unigolion o oedran tebyg, gan oresgyn effaith ddryslyd oedran yn erbyn tasg, a all ddigwydd mewn astudiaethau sy'n mynd i'r afael â rhannu tasgau ar sail oedran (hy, polyethism oedran). Yn ogystal, gan ddefnyddio oedran tebyg mae gweithwyr yn cynnig cyfle prin i brofi a yw tasgau mwy peryglus yn gysylltiedig â llai o fuddsoddiad mewn mecanweithiau gwrth-heneiddio, waeth beth fo'u hoedran cynhenid. Disgwylir hyn gan ddamcaniaeth hanes bywyd, sy'n rhagweld y gall marwolaethau anghynhenid ​​uwch sy'n ddibynnol ar oedran yn ôl achosion ar hap ddewis heneiddio cynhenid ​​cyflymach (iesenescence) sy'n gysylltiedig â llai o fuddsoddiad mewn mecanweithiau gwrth-heneiddio4,2.Yn M. bellicosus, mae pob gweithiwr mân yn benywod; mae gwrywod yn datblygu i fod yn weithwyr mawr, sydd â thasgau cwbl wahanol o fewn trefedigaeth ac felly nid eir i'r afael â nhw yn yr astudiaeth hon.

Gall Cistanche gwrth-heneiddio

Rydym yn profi'r ddamcaniaeth bod mewn mân weithwyr (ar gyfer symlrwydd, o hyn ymlaen dim ond gweithwyr) porthwyr (o hyn ymlaen, porthwyr) mewn amodau ffisiolegol gwaeth na'r rhai sy'n cyflawni tasgau adeiladu dan do (o hyn ymlaen, adeiladwyr). Felly, gwnaethom hefyd ragdybio bod adeiladwyr yn debycach i freninesau yn eu proffiliau mynegiant genynnau cyffredinol na chwilwyr. Yn olaf, fe wnaethom brofi a yw adeiladwyr yn buddsoddi mwy mewn mecanwaith gwrth-heneiddio na helwyr, gyda'r olaf yn wynebu risgiau marwoldeb anghynhenid ​​​​penodol uwch.

I brofi'r damcaniaethau hyn, cynhyrchwyd trawsgrifiadau o bennau ynghyd â thoracs (ar gyfer dewis meinwe rhesymegol, gweler Dulliau) gan adeiladwyr a chwilwyr. Ar ôl cymharu mynegiant genynnau rhwng tasgau gweithwyr, gwnaethom gymharu eu proffiliau mynegiant â rhai'r breninesau, a gyhoeddwyd mewn astudiaeth gynharach a ymchwiliodd i wahaniaethau mynegiant genynnau cysylltiedig ag oedran a chast yn M. bellicosus43. I nodweddu'r cyflwr ffisiolegol ymhellach. o weithwyr, penderfynasom a chymharwyd presenoldeb oocytau mewn adeiladwyr a chwilwyr.flavonoidauMae wrocytes yn un o dri math o gelloedd yng nghorff braster termites; maent yn gelloedd storio ar gyfer cynhyrchion gwastraff nitrogenaidd45. Gall cronni wrocytes fod yn ddangosydd o'r 'anhwylder mewn termites, er bod eu rôl yn ymddangos yn gymhleth (am ragor o fanylion, gweler Trafodaeth)t4-46. Ategwyd ein hastudiaeth gan fesuriadau endocrin i gymharu a yw chwilota ac adeiladwyr yn wahanol o ran titrau haemolymff JH.

Canlyniadau

Comparison of gene expression between builders and foragers. Using a total of 14 head/thorax transcriptomes (builders: N=7; foragers: N=7), we folund 939 differentially expressed genes (DEGs) between builders and foragers (for a full list of genes, see Supplementary Material).In builders,593 genes were signifi-cantly overexpressed (Supplementary Table S1). Amongthe 'builder genes, all three genes encoding termite Vgs were especially highly expressed (log2FC>2)(Tabl Atodol S2). Hefyd wedi'u huwchreoleiddio yn yr adeiladwyr roedd pum genyn gwrthocsidiol: dau genyn yn amgodio catalasau (Cat) a thri genyn yn amgodio superoxide dismutases (SOD)(2 × CuCn, 1 × mathau MnFe). • metaboledd ATP a phroses glycolytig o'r enw, yn ogystal â chyfieithu, genynnau ribosomaidd, a genynnau sy'n gysylltiedig â chludo protein (Tabl Atodol S3, Ffigys Atodol. S1-S3).

Roedd tri chant pedwar deg chwech o enynnau wedi'u gorfynegi'n sylweddol ymhlith helwyr (Tabl Atodol S4) ond nid oedd unrhyw batrymau trawiadol yn amlwg. Nodweddwyd porthwyr gan y termau GO canlynol: gweithgaredd kinase protein, rhwymo heparin, rheoleiddio trawsgrifio, metaboledd RNA, ffosfforyleiddiad protein a gweithgaredd DNA polymeras (Tabl Atodol S3, Ffigys Atodol. S4-S6). Cymharu mynegiant genynnau gweithiwr-gysylltiedig â thasg â 'genynnau brenhines'. Er mwyn profi a yw genynnau sydd wedi'u huwchreoleiddio mewn adeiladwyr yn debycach i'r genynnau a fynegir yn uchel mewn breninesau, gwnaethom gymharu gwahaniaethau mynegiant tasg-benodol presennol gweithwyr â'r set o enynnau sy'n cael eu huwchreoleiddio'n benodol mewn breninesau M. bellicosus o'u cymharu â brenhinoedd a gweithwyr (brenhines DEG ar ôl hynny )43.Cyfanswm o 713 DEG yn frenhines a fynegwyd yn benodol43. O'r 593 o enynnau a gafodd eu huwchreoleiddio mewn adeiladwyr o'u cymharu â helwyr, roedd 108 (18.2 y cant) DEGs yn DEGs y frenhines. Mewn cyferbyniad, o'r 346 o enynnau chwilota, dim ond 18 (5.2 y cant) DEG oedd yn gorgyffwrdd â DEGs y frenhines. Felly, roedd adeiladwyr yn rhannu llawer mwy o enynnau gyda breninesau nag a wnaeth chwilwyr （x²=24.15,df=1,p=8.94×10-7）. Ymhlith y genynnau a rannwyd rhwng adeiladwyr a breninesau roedd y tri genyn vg (Ffig. 1).

Presenoldeb öosytau a thitrau JH mewn adeiladwyr a chwilota am fwyd. Er bod meintiau sampl yn fach, mae sgrinio adeiladwyr a chwilwyr am bresenoldeb wrocytes yn awgrymu effaith tasg. Roedd gan y tri chwiliwr wrocytes gweladwy, tra (dim ond) roedd gan 6 allan o 14 o adeiladwyr (dadansoddiad wrth gefn ∶ x²=3.24, P=0.072; Atodol

Trafodaeth

Mae fitellogenin yn gyffredin sy'n sail i'r rhaniad llafur ar draws pryfed cymdeithasol. Yn debyg i 24,4647, morgrug7), canfuwyd dirywiad yn y mynegiant o Hymenoptera cymdeithasol Vg (ee genynnau gwenyn mêl mewn gweithwyr termite chwilota o gymharu ag adeiladwyr. Mae hyn yn gyffredin o gyfethol Vg i reoleiddio rhannu tasgau ymhlith gweithwyr ar draws llinachau, sy'n yn cael eu gwahanu gan fwy na 133 miliwn o flynyddoedd*@, yn drawiadol.Fe wnaethon ni astudio meinweoedd pen a thoracs.Felly gallai ymddangos yn syndod canfod signal Vg, sy'n gysylltiedig ag atgenhedlu.Ond, yn y termit C. Secundus, o leiaf un o'r genynnau Vg hyn, mae Neofem3, yn cael ei fynegi yn yr un modd ym mhob rhan o'r corff (pen, thoracs, abdomen)2 At hynny, mae canlyniadau diweddar yn dangos bod meinweoedd y pen a'r thoracs yn addas iawn ar gyfer astudio nodweddion hanes bywyd304, gan gynnwys mynegiant y tri genyn Vg Canfuom ei fod yn cael ei uwchreoleiddio mewn adeiladwyr o'i gymharu â chwilota Mae corff braster, y prif feinwe y gwyddys ei fod yn syntheteiddio fitellogenin, hefyd yn digwydd yn y thoracs.

Mae'r mecanweithiau moleciwlaidd sy'n sail i'r rhaniad tasgau yn adlewyrchu'r mecanweithiau sy'n sail i'r rhaniad llafur atgenhedlu. Yr un mor drawiadol yw'r ffaith bod fitellogeninau hefyd yn nodweddu DOL atgenhedlol rhwng breninesau a gweithwyr Hymenoptera cymdeithasol a therminau, gyda breninesau'n cael eu nodweddu gan amodau maethol uchel3050. Mae damcaniaeth cynllun daear yr ofari5l, a'i ailfformiwleiddio fel rhagdybiaeth cynllun daear atgenhedlol21,2452, yn nodi bod modiwlau genetig moleciwlaidd sy'n rheoleiddio atgenhedlu mewn pryfed unigol wedi'u cyfethol yn ystod esblygiad cymdeithasol i fod yn sail i DOL atgenhedlu. Mae gweithwyr (yn ffisiolegol) yn adlewyrchu cam chwilota a gofalu am epil merched o bryfed anewgymdeithasol, tra bod brenhinesau pryfed cymdeithasol yn cyfateb yn ffisiolegol i'r pryfed unigol sy'n atgenhedlu. Yn unol â hynny, gellir cyflawni DOL atgenhedlu trwy ddadgyplu a shifft heterochronig yn y mynegiant o'r modiwlau genetig cyfatebol sy'n deillio o hynafiaid unig. Mae cefnogaeth i'r ddamcaniaeth hon mewn Hymenoptera cymdeithasol (ee53-55), ond mae llai yn hysbys am dermau. Datgelodd astudiaeth ddiweddar ar y termit llai cymhleth yn gymdeithasol C. Secundus rwydwaith o enynnau wedi’u cyd-fynegi, y modiwl brenhines ganolog (QCM), sy’n nodweddu breninesau30.defnyddiau hesperidinYn bwysig, mae'r QCM yn cynnwys genynnau o'r holl brif lwybrau y gwyddys eu bod yn rheoleiddio nodweddion hanes bywyd, gan gynnwys genynnau sy'n gysylltiedig â signalau JH, y llwybr ffactor twf tebyg i inswlin/inswlin (IIS), a ffrwythlondeb. Roedd y QCM hefyd yn cynnwys orthologau pob un o'r tri Vg sy'n nodweddu breninesau M. bellicosus43 ac a ganfuwyd gennym yn cael eu dadreoleiddio mewn adeiladwyr o'u cymharu â helwyr. Mae hyn yn cefnogi ein casgliad bod rhannu tasgau yn adlewyrchu'r mecanweithiau sydd wrth wraidd DOL atgenhedlu. Mae hyn yn rhoi awgrymiadau cyntaf bod y rhagdybiaeth cynllun daear atgenhedlu yn ymddangos yn ddilys ar gyfer termites hefyd.

Mae chwilota yn cyd-fynd â chyflyrau ffisiolegol sy'n gwaethygu. Fel mewn astudiaethau eraill ar bryfed cymdeithasol ac unigol?6, mae'n ymddangos bod chwilota mewn gweithwyr M. bellicosus yn gysylltiedig â mynegiant Vg isel a chyflyrau ffisiolegol gwael (a ddangosir gan bresenoldeb oocytau), er bod maint y sampl yn isel ar gyfer yr olaf. , sydd angen astudiaethau pellach. Mewn cyferbyniad, nodweddwyd adeiladwyr gan dermau GO sy'n nodi synthesis protein a metaboledd egni uchel, gan gynnwys prosesau glycolytig.

Mae rôl astrocytes mewn termites yn ymddangos yn gymhleth ac mae nos yn amrywio rhwng rhywogaethau* 5. Yn y termit Reticulitermes speratus, mae astrocytes wedi'u disgrifio fel cronfa o nitrogen ar ffurf asid wrig, sydd i fod i gyfrannu at oroesiad termites trwy weithredu fel gwrthocsidyddion. Mewn rhywogaethau Macrotermes, gan gynnwys M bellicosus, mae achosion o wrocytes gwynaidd (fel wrate neu asid wrig) wedi'i gysylltu â straen neu henaint8840 Gan fod y gweithwyr a astudiwyd o oedran tebyg, mae oedran yn annhebygol o esbonio'r gwahaniaeth ym mhresenoldeb wrocytes. Daw cefnogaeth bellach i gysylltiad â straen, o leiaf mewn rhai rhywogaethau, gan C. secundus. Dangosodd astudiaethau personol a ddilynodd unigolion termite dros gyfnodau estynedig y gall unigolion o bob cast gaffael oocytes yn ystod amodau straen, megis pla â gwiddon neu ansawdd bwyd gwael. Mae angen mwy o astudiaethau i ddeall rôl wrocytes mewn termites.

Yn wahanol i Hymenoptera cymdeithasol, fodd bynnag, ni wnaethom ganfod gwahaniaethau mewn titrau JH rhwng helwyr ac adeiladwyr yn M. bellicosus, ond mae maint y sampl yn fach yn enwedig ar gyfer helwyr (Ffig.2). . Fodd bynnag, mewn astudiaethau ar Hymenoptera cymdeithasol mae gweithwyr chwilio am fwyd yn cael eu cymharu'n aml â gweithwyr nyrsio, sy'n amrywio'n naturiol o ran oedran, os na chânt eu rheoli yn y drefn arbrofol. Gwyddys bod titrau JH uchel yn cyd-fynd â heneiddio mewn pryfed unigol57 a phryfed sccial23.58.59. Felly, mae'n ymddangos bod amodau ffisiolegol gwael yn arwain at newid tasg i lefelau chwilota yn hytrach na lefelauJH. Mae hyn wedi'i ddangos yn bennaf mewn rhai Hymenoptera cymdeithasol (ee21,

Gall hyn arwain at ddamcaniaeth sut y gellir cynnal rhaniad tasgau yn sefydlog trwy atgyfnerthu mecanweithiau adborth a achosir gan ryngweithio cymdeithasol. Os yw statws maethol isel yn sbarduno unigolion i chwilota am fwyd ac os caiff y porthwyr sy'n dychwelyd eu 'disbyddu' yn barhaol gan amcangyfrifon cardota, mae'n bosibl y bydd rhannu'r tanciau'n sefydlog yn ganlyniad.

Mae syniadau tebyg wedi'u cyflwyno

Mae helwyr yn buddsoddi llai mewn mecanweithiau gwrth-heneiddio. Mae ein data DEG yn cefnogi’r ddamcaniaeth bod cynnydd mewn marwolaethau anghynhenid ​​sy’n ddibynnol ar oedran yn cyd-fynd â heneiddio cynhenid ​​cyflym42. Gall marwolaethau anghynhenid ​​uchel sy'n ddibynnol ar oedran ddewis ar gyfer oes fyrrach a llai o fuddsoddiad mewn mecanweithiau i atal heneiddio. Roedd gan foragers fynegiant is o enynnau gwrth-ocsidydd nag adeiladwyr. Mae'r genynnau hyn yn lleddfu difrod straen ocsideiddiol a achosir gan lefelau uchel o ROS (rhywogaethau ocsigen adweithiol)6 I grynhoi, mae ein canlyniadau'n cefnogi'r ddamcaniaeth bod y termites wedi cyfethol genynnau tebyg i'r rhaniad tasgau sylfaenol Hymenoptera cymdeithasol ymhlith gweithwyr. Ar ben hynny, mae'r genynnau hyn yn nodweddu DOL atgenhedlol mewn pryfed cymdeithasol mewn modd cyffredinol. Yn ogystal, mae'n ymddangos bod gweithwyr M.bellicosus sy'n chwilota am fwyd mewn cyflwr ffisiolegol gwaeth nag adeiladwyr o oedran tebyg, fel y nodir, er enghraifft, gan fynegiant is y genynnau fitellogenin, presenoldeb wrocytes, a mynegiant is o gatalasau a SODs sy'n yn gallu cadw lefelau ROS dan reolaeth. Mae hyn yn cefnogi'r ddamcaniaeth bod cyflwr ffisiolegol unigol yn hytrach nag oedran cynhenid ​​​​yn sbarduno'r newid i chwilota. Yn olaf, yn unol â’r rhagfynegiadau o ddamcaniaeth hanes bywyd y gall marwolaethau anghynhenid ​​uchel sy’n ddibynnol ar oedran ddewis ar gyfer heneiddio cynhenid ​​cyflymach (heneiddedd), mae’n ymddangos bod helwyr yn buddsoddi llai mewn mecanweithiau gwrth-heneiddio nag adeiladwyr, sy’n llai agored i risgiau marwoldeb anghynhenid.

Dulliau

Arbrawf trawsgrifiadol. Samplu a chynhyrchu data trawsgrifio. Casglwyd samplau M. bellicosus ym Mharc Cenedlaethol Comoe (cyfesurynnau 8946'N 3 gradd 47'W, Cote d'Ivoire). a ddisgrifir o dan Generation of JH a set ddata wrocyte'*. Daeth pob unigolyn o nythfa wahanol i ddarparu samplau annibynnol. Casglwyd unigolion wrth gyflawni tasgau adeiladu (n=7) neu chwilota (n{7}}). Cynhyrchwyd trawsgrifiadau o bennau'r termites a'r thoracs. Mae astudiaethau diweddar yn dangos bod samplau pen a thoracs yn fwyaf addas ar gyfer astudiaethau trawsgrifio mewn termites gan fod y prif lwybrau sy'n sail i reoleiddio nodweddion hanes bywyd, gan gynnwys ffrwythlondeb breninesau, yn cael eu mynegi yn y meinweoedd hyn *

Paratowyd a chynhyrchwyd y samplau yn union fel ein hastudiaeth flaenorol, a defnyddiwyd y data mynegiant y frenhines (gan gynnwys paratoi samplau a dadansoddiadau gan yr un person)43. Yna cawsant eu hanfon i BGI, Hong Kong ar rew sych. Gwnaed y gwaith paratoi llyfrgell gan BGI gan ddefnyddio Pecyn RNA TruSeq yn dilyn protocol paratoi sampl BGI. Gellir dod o hyd i fanylion ar gyfer pob sampl o dan Bioproject ID PRJNA727164. Cafodd llyfrgelloedd mwyhad eu dilyniannu ar lwyfan Illumina HiSeq 4000 gyda strategaethau o ddarlleniadau pen parau (PE) 100 bp, gan gynhyrchu o leiaf 4 Gigabase o ddata crai ar gyfer pob sampl. Ar ôl dilyniannu, cafodd dilyniannau mynegai o'r darlleniadau peiriant eu dadamlblecsu (eu didoli a'u tynnu) gan offeryn mewnol BGI perchnogol.

Rhagbrosesu darlleniadau amrwd RNASeq. Defnyddiwyd darlleniadau dilyniant amrwd o'r holl samplau a ddarparwyd gan BGI ar gyfer pob cam pellach. Ar ôl rheoli ansawdd gyda FastQC v. {{0}}.11.967, gwiriwyd darlleniadau dilyniant amrwd am isafswm hyd o 70 bp a chafodd addaswyr (gan gynnwys dau addasydd mewnol BGI) eu tocio gan ddefnyddio Trimmomatic v.0.3968. Hwyluswyd trimio a chamau dilynol eraill gan GNU parallel v.2014102269.

Mynegiant genynnau a mapio yn erbyn genom Macrotermes natalensis. Defnyddiwyd genom Mac-proteomes natalensis (Haviland 1898) fersiwn 1.0 fel asgwrn cefn cyflym yn ein hastudiaeth sy'n gwasanaethu'n dda at y diben hwn43. Cafodd darlleniadau amrwd wedi'u tocio a'u glanhau eu naddu yn erbyn y genom M. natalensis gan ddefnyddio'r rhaglen Hisat2 v.2.2.0 gyda gosodiadau diofyn7.Cafodd y ffeiliau bam canlyniadol eu didoli yn ôl enw genyn gan ddefnyddio SAMtools (v.1.5）².HTSeq v .0.9.12 wedyn yn cael ei ddefnyddio i gyfrif y darlleniadau amrwd wedi'u mapio fesul genyn （ sownd =na, math=gen,modd=undeb, trefn= enw) ar gyfer pob sampl. Lluniwyd tabl testun plaen yn crynhoi'r holl samplau (Tabl Atodol S6).

Dadansoddiad mynegiant genynnau. Defnyddiwyd DESeq2v.1.18.1 ynR v.3.4.4 i ddadansoddi mynegiant genynnau gwahaniaethol rhwng adeiladwyr a helwyr7475. Er mwyn profi am wahaniaethau mynegiant pâr, defnyddiwyd y model llinol cyffredinol gyda dosbarthiad binomaidd negyddol fel y'i gweithredwyd yn DESeq2. Cymharwyd mynegiant genynnau gwahaniaethol rhwng dwy dasg, adeiladwyr a chwilwyr (Tablau AtodolS1-S2,S4). Defnyddiwyd gwerthoedd-p wedi'u haddasu gan FDR (padj) i'w cywiro ar gyfer profion lluosog . Er mwyn dadansoddi’r tebygrwydd rhwng mynegiant genynnau adeiladwr/chwiliwr a brenhines, gwnaethom gymharu’r gorgyffwrdd â’r rhestrau DEG: Cymharwyd genynnau a gafodd eu huwchreoleiddio mewn breninesau o’u cymharu â’r holl gastiau eraill o astudiaeth flaenorol â’r genynnau a ddadreoleiddiwyd mewn adeiladwyr o’u cymharu â chwilwyr o’r astudiaeth gyfredol (Ffig.1). Yn yr un modd, fe wnaethom gymharu'r gorgyffwrdd rhwng genynnau brenhines a'r rhai sydd wedi'u dadreoleiddio mewn helwyr o'u cymharu ag adeiladwyr (Ffig.1).

Anodi swyddogaethol a dadansoddiad GO. Gwnaed anodi swyddogaethol o'r dilyniannau asid amino (AA) o enynnau codio protein M.natalensis yn Interproscan v.5.41-78.077.Y cronfeydd data a chwiliwyd oedd pfam, panther, cdd, coiliau, gen3d, hamap, pirsf , printiau, sfld a superfamily. Fe wnaethom dynnu'r anodiad GO ar gyfer pob dilyniant AA a chyfuno cofnodion o bob cronfa ddata o'r blaen. Defnyddiwyd NCBI BLASTX v. 2.2.31 a mwy i gymharu dilyniannau codio'r genom M. natalensis â chronfa ddata protein NCBI nr (cyrchwyd Tachwedd 2015)78. Gwnaethom gymhwyso TopGOv.2.30.1** i gymharu genynnau adeiladwr a chwilota; archwiliwyd hierarchaeth GO a thermau gorgynrychioliadol ac adeiladu cynrychioliadau graffigol. Proses Fiolegol wedi'i Diddyfnu (BP), Cydran Cellog (CC) a Swyddogaeth Foleciwlaidd (MF) (Tabl Atodol S3).

Cynhyrchu JH a set ddata wrocyte. Casglwyd unigolion M. bellicosus yn y cae ym Mharc Cenedlaethol Como (gweler uchod). Amcangyfrifwyd bod maint yr urocytes yn y maes yn uchel neu'n isel yn ôl presenoldeb amlwg neu absenoldeb wrocytes mawr. Maent i'w gweld fel 'crisialau' gwyn/smotiau yn y corff braster trwy gwtigl tryloyw y termites. O'r un unigolion hyn cymerwyd samplau haemolymff ar gyfer mesuriadau JH. I wneud hyn, cafodd eu abdomenau eu tyllu â phin, ac amsugnwyd defnynnau hemolymff ymwthiol i gapilarïau gwydr wedi'u graddnodi (5 μL pibedau capilari untro, Neolab, Hirschmann, Eber-stadt, yr Almaen) (am ragor o fanylion gweler 35). Ar gyfer mesuriadau JH, diddymwyd aliquots hemolymff o unigolion sengl o 1 uL ar unwaith yn 0.5 mL acetonitrile. Cafodd y samplau hyn eu storio ar-20 gradd (ac eithrio ar gyfer eu cludo o'r cae i'r labordy) mewn ffiolau gwydr cap sgriw wedi'u stopio gan Teflon. Cafodd yr unigolion marw sy'n weddill eu storio mewn ethanol ar gyfer pennu oedran yn y labordy trwy astudio traul mandible o dan ficrosgop dyrannu. Felly, dim ond wrth edrych yn ôl yr oeddem yn gwybod beth oedd oedran yr unigolion a bu’n rhaid i ni wrthod samplau, a oedd yn rhy hen (mandibles treuliedig iawn; chwilwyr yn bennaf) neu’n rhy ifanc (mandibles nad oeddent yn cael eu defnyddio i raddau helaeth; ychydig o adeiladwyr). Roedd hyn yn lleihau ac yn rhagfarnu maint ein sampl fel ein bod wedi cael samplau haemolymff yn y diwedd gan 14 o fân weithwyr adeiladu a 3 o hen weithwyr mân chwilota. Daeth pob unigolyn o nythfa wahanol i ddarparu sampl annibynnol.

Echdynnwyd JH yn dilyn protocol gwahanu hylif-cyfnod8, fel y disgrifir yn³5.Y protocol RIA, gan wanhau'r antiserwm JH-benodol, crynodiad ymbelydredd o [10-3H(n)]-hormon ifanc III(gweithgaredd penodol 19.4). Sefydlwyd Ci/mmol Perkin Elmer Life Sciences, Waltham, MA), a’r ystod gromlin safonol (50-10 ng) â’r hormon ifanc heb ei labelu III (Fluka, Buchs, y Swistir), yn yr un modd ag yn ein hastudiaeth flaenorol35. Cyfrifwyd titrau JH o'r samplau yn seiliedig ar atchweliad pedwar-paramedr aflinol ar werthoedd cromlin safonol (taenlen Cyfrifiadau ImmunoAssay, Bachem, Bubendorf, y Swistir) ac fe'u mynegir fel cywerthoedd JH-III (pg/μL hemolymff). JH-III yw'r unig foiety JH a gynhyrchir gan termite corpora allata ac a ganfyddir yn yr hemolymff **

Dadansoddwyd yr oocytes a setiau data JH gan ddefnyddio ystadegau nad ydynt yn barametrig. Cymharwyd amlder oocytau rhwng helwyr ac adeiladwyr gan ddefnyddio dadansoddiad wrth gefn, a dadansoddwyd maint y titers JH rhwng helwyr ac adeiladwyr â phrawf-U Mann Whitney. Roedd pob prawf yn ddwy gynffon a gwnaed dadansoddiadau ystadegol gydag IBM SPSS 23.082. Fe wnaethon ni brofi pŵer y rhain gan ddefnyddio G * Power 3.1.9.783.84. Argaeledd data

Mae'r data dilyniant crai a ddefnyddir yn y cyhoeddiad hwn wedi'u hadneuo yn archif SRA NCBI o dan y PRJNA727164 derbyn. Darperir data a ddefnyddiwyd i gynhyrchu ffigurau yn y papur hwn.

Tynnwyd yr erthygl hon o https://doi.org/10.1038/s41598-021-97515-w