Primerjava izražanja genov med graditelji in zbiralci krme

Prosim kontaktirajteoscar.xiao@wecistanche.comza več informacij

O koristih, povezanih z delitvijo dela (DOL), se razpravlja kot o glavnih gonilnih silah, ki dajejo prednost večjim prehodom v evoluciji, kot je razvoj evkariontske celice ali večceličnih organizmovl. Razvoj evsocialnosti se pogosto obravnava kot zadnji od teh velikih evolucijskih prehodov. Družbene žuželke ponujajo prednost pri preučevanju 'prehodnih faz', saj niso vse socialne žuželke superorganizmi (tj. vrste, pri katerih se delavci kolonije ne morejo razmnoževati in so sterilni), kar bi veljalo za tiste, ki so opravile velik evolucijski prehod23. Za družabne žuželke je značilen tudi DDL, in sicer med reproduktivnimi in nereproduktivnimi živalmi znotraj kolonije žuželk. V družabnem Hymenolotera, ki ga sestavljajo mravlje ter nekatere čebele in ose, pa tudi pri termitih Blattodean se razmnožuje le en ali nekaj osebkov znotraj kolonije (kraljice in pri termitih tudi kralj), medtem ko velika večina osebkov kolonije , se vsaj začasno odreči razmnoževanju in opravlja delavske ali vojaške naloge. Znotraj delavske kaste običajno obstaja nadaljnji DOL, ki je povezan s starostjo delavca (tj. starostni polietizem)*. Mlade delavke opravljajo naloge v gnezdu, kot je skrb za zarod in razmnoževanje, medtem ko starejše delavke opravljajo bolj tvegane naloge, kot je iskanje hrane zunaj gnezda. Takšna DOL, ki temelji na starosti, velja za prilagodljivo, ker imajo starejši posamezniki na splošno krajšo pričakovano življenjsko dobo in s tem nižjo reproduktivno vrednost (ali njen vključujoč ekvivalent telesne pripravljenosti) kot mladi delavci.

Za več informacij kliknite tukaj

Bližnje molekularne mehanizme, na katerih temelji delitev nalog, so intenzivno preučevali pri družbenih Hymenoptera" 10. Vitelogenini (Vgs) so se pojavili kot glavni regulatorji DOL med kraljicami in delavkami-15, pa tudi med delavkami, ki opravljajo različne naloge 1617.prednosti cinomorijaSo skladiščne beljakovine, ki so dobro znane po svoji funkciji prekurzorjev rumenjaka med oogenezo pri samicah žuželk18. Na primer, pri najbolje raziskani družbeni žuželki, medonosni čebeli Apis mellifera, je za prehod z nalog dojenja v zaprtih prostorih na iskanje hrane na prostem značilna sprememba v izražanju številnih genov19. Fiziološko je s starostjo povezan prehod z dojenja na iskanje hrane povezan s povečanjem titra juvenilnega hormona (JH) hemolimfe? 20 in sproži znižanje krožečih ravni Vg1521-23. Pomembno je, da ima Vg pri čebelah delavkah, ki ne proizvajajo jajčec v prisotnosti matice, funkcijo zaviranja imunosenescence2.

V primerjavi s čebelami je veliko manj znanega o molekularnih mehanizmih, na katerih temelji DOL, in še posebej o delitvi nalog med delavkami v termitih. Termiti (infrared 'Isoptera, ki so prej veljali za neodvisen red') so družbeni ščurki, monofiletska linija, ugnezdena znotraj Blattodea, ki je razvila evsocialnost neodvisno od družbenih Hymenoptera2526. Tako kot pri družbenih Hymenoptera je starostni polietizem pogost pri starejših delavcih, ki opravljajo bolj tvegana opravila, kot je iskanje hrane. ali obramba 2728. Ugotovljeno je bilo tudi, (i) da imajo Vgs pomembno vlogo pri DOL med termitnimi razmnoževalci in delavkami; 2930, (ii) da so titri JH in ekspresija Vg pozitivno povezani pri termitskih kraljicah ** in (iii) da so matice imajo precej višje titre JH kot delavci. Termiti imajo tri kopije Vg, ki so navzgor regulirane kraljice3637 in vsaj pri Cryptotermes Secundus so te tri kopije Vg člani mreže koekspresije genov, ki označuje fenotip kraljice (glejte tudi "Razpravo")30.puščavska hijacintaTi rezultati nas pripeljejo do hipoteze, da Vgs in JH ne le temeljita na reproduktivnem DOL, ampak tudi uravnavata delitev nalog med termitnimi delavci, podobno kot pri socialnih Hymenoptera.

Naš cilj je bil preizkusiti, ali je delitev nalog med delavci pri termitih povezana z istimi mehanizmi, ki so podlaga za delitev nalog pri družbenih Hymenoptera. Da bi to naredili, smo izbrali vrsto termitov, za katero smo intenzivno preučevali delitev nalog med delavci in je najbolje opisana, Macrotermes bellicosus Smeathman (Macrotermitinae)283839. M.bellicosus je termit, ki raste z glivami in gradi velike gomile in ima zapleteno kolonijo. struktura, sestavljena iz do nekaj milijonov posameznikov, razdeljenih v štiri sterilne kaste: večji in manjši delavci ter glavni in manjši vojaki年.Metoda ekstrakcije flavonoidov pdfDOL med temi sterilnimi kastami je bil intenzivno proučen, zlasti za mladoletne delavke283839. So ženske in jih je zato mogoče primerjati s kraljico. Poleg tega predstavljajo večino posameznikov in imajo najrazličnejši vedenjski repertoar. Mlade manjše delavke skrbijo za zarod in matico. Stari mladoletni delavci opravljajo gradnjo in iskanje hrane. Slednje omogoča preizkušanje vzrokov za razdelitev nalog pri posameznikih podobne starosti, s čimer se odpravi zmeden učinek starosti v primerjavi z nalogo, ki se lahko pojavi v študijah, ki obravnavajo razdelitev nalog na podlagi starosti (tj. starostni polietizem). Poleg tega z uporabo podobnih starosti delavcev ponuja redko priložnost, da preizkusijo, ali so bolj tvegane naloge povezane z zmanjšanim vlaganjem v mehanizme za preprečevanje staranja, ne glede na intrinzično starost. To je pričakovano glede na teorijo zgodovine življenja, ki napoveduje, da lahko od starosti odvisna višja zunanja umrljivost zaradi naključnih vzrokov izbere hitrejše intrinzično staranje (izginjanje), povezano z manj naložbami v mehanizme za preprečevanje staranja4,2. Pri M. bellicosus so vsi mladoletni delavci ženske; samci se razvijejo v glavne delavce, ki imajo v koloniji popolnoma drugačne naloge in jih zato ta študija ne obravnava.

Cistanche lahko upočasni staranje

Preverjali smo hipotezo, da so pri manjših delavcih (zaradi poenostavitve v nadaljevanju samo delavci) zbiralci krme (v nadaljevanju krmo) v slabših fizioloških razmerah kot tisti, ki opravljajo notranja gradbena dela (v nadaljevanju gradbeniki). Tako smo tudi domnevali, da so graditelji bolj podobni maticam v svojih splošnih profilih izražanja genov kot zbiralci krme. Nazadnje smo preizkusili, ali gradbeniki vlagajo več v mehanizem proti staranju kot zbiralci krme, pri čemer se slednji soočajo z višjimi starostno specifičnimi zunanjimi tveganji smrtnosti.

Da bi preizkusili te hipoteze, smo ustvarili transkriptome glav in prsnega koša (za racionalno izbiro tkiva glejte Metode) od graditeljev in zbiralcev. Po primerjavi izražanja genov med nalogami delavcev smo primerjali njihove profile izražanja s profili matic, ki so bili objavljeni v prejšnji študiji, ki je preučevala razlike v izražanju genov v M. bellicosus, povezane s starostjo in kasto. delavk smo ugotavljali in primerjali prisotnost jajčnih celic pri graditeljih in krmcih.flavonoidiUrociti so ena od treh vrst celic v maščobnem telesu termitov; so celice za shranjevanje dušikovih odpadkov45. Kopičenje urocitov je lahko pokazatelj slabega počutja termitov, čeprav se zdi, da je njihova vloga kompleksna (za več podrobnosti glejte razpravo)t4-46. Našo študijo smo dopolnili z endokrinimi meritvami, da bi primerjali, ali se zbiralci krme in gradbeniki razlikujejo v titrih JH hemolimfe.

Rezultati

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) (dodatna tabela S2). Pri graditeljih je bilo povečano reguliranih tudi pet antioksidativnih genov: dva gena, ki kodirata katalaze (Cat), in trije geni, ki kodirajo superoksidne dismutaze (SOD) (vrste 2 × CuCn, 1 × MnFe). Najbolj obogateni (izrazi GO za graditelje so bili energetski metabolizem, specifičen presnovo ATP in glikolitični proces, kot tudi prevajanje, ribosomske gene in gene, povezane s transportom beljakovin (dodatna tabela S3, dodatne slike S1-S3).

Tristo šestinštirideset genov je bilo znatno prekomerno izraženih pri živalih za krmo (dodatna tabela S4), vendar ni bilo očitnih nobenih presenetljivih vzorcev. Za krmo so bili značilni naslednji izrazi GO: aktivnost protein kinaze, vezava heparina, regulacija transkripcije, metabolizem RNA, fosforilacija beljakovin in aktivnost DNA polimeraze (dodatna tabela S3, dodatne slike S 4- S6). Primerjava izražanja genov, povezanih z delovnimi nalogami, z "kraljičnimi geni". Da bi preizkusili, ali so geni, regulirani navzgor pri graditeljih, bolj podobni genom, ki so močno izraženi pri maticah, smo primerjali trenutne razlike v izražanju delavk, specifičnih za nalogo, z naborom genov, ki so posebej regulirani navzgor pri kraljicah M. bellicosus v primerjavi s kralji in delavkami (kraljica DEG v nadaljevanju )43. Skupno je bilo 713 DEG posebej izraženih kraljica43. Od 593 genov, ki so bili regulirani navzgor pri graditeljih v primerjavi z živalmi za krmo, je bilo 108 (18,2 odstotka) DEG DEG kraljice. Nasprotno pa se je od 346 genov krme samo 18 (5,2 odstotka) DEG prekrivalo z DEG kraljice. Tako so si graditelji delili bistveno več genov z maticami kot iskalci krme （x²=24.15,df=1,p=8.94×10-7）. Med geni, ki so si jih delili graditelji in kraljice, so bili trije geni vg (slika 1).

Prisotnost jajčnih celic in titrov JH pri graditeljih in zbiralcih krme. Čeprav so velikosti vzorcev majhne, ​​presejanje graditeljev in zbiralcev krme za prisotnost urocitov pomeni učinek naloge. Vsi trije zbiralci hrane so imeli vidne urocite, medtem ko jih je imelo （samo）6 od 14 graditeljev（kontingenčna analiza∶ x²=3.24, P=0.072; Dopolnilni

Diskusija

Vitelogenin je skupnost, na kateri temelji delitev dela med družbenimi žuželkami. Podobno kot pri 24,4647, antsl7) smo zaznali zmanjšano regulacijo v izražanju Vg družbenih Hymenoptera (npr. genov medonosnih čebel pri termitih delavcih, ki iščejo hrano, v primerjavi z gradbeniki. Ta skupnost sodelovanja Vg za uravnavanje delitve nalog med delavci med linijami, kar ločuje več kot 133 milijonov let*@, je presenetljivo. Preučevali smo tkiva glave in prsnega koša. Zato se morda zdi presenetljivo, da zaznamo signal Vg, ki je povezan z razmnoževanjem. Vendar je pri termitu C. Secundus vsaj en od teh genov Vg, Neofem3, se podobno izraža v vseh delih telesa (glava, prsni koš, trebuh) 2. Poleg tega nedavni rezultati kažejo, da so tkiva glave in prsnega koša zelo primerna za preučevanje lastnosti zgodovine življenja304, vključno z izražanjem vseh treh genov Vg za katere smo odkrili, da so povečane pri graditeljih v primerjavi z iskalci krme Maščobno telo, glavno tkivo, za katerega je znano, da sintetizira vitelogenin, se pojavlja tudi v prsnem košu.

Molekularni mehanizmi, na katerih temelji delitev nalog, odražajo mehanizme, na katerih temelji reproduktivna delitev dela. Enako osupljivo je dejstvo, da vitelogenini označujejo tudi reproduktivni DOL med kraljicami in delavci v družabnih Hymenoptera in termitih, pri čemer so za kraljice značilni visoki hranilni pogoji3050. Hipoteza o tlorisu jajčnikov5l in njena preoblikovanje v hipotezo o tlorisu razmnoževanja21,2452 navajata, da so bili molekularni genetski moduli, ki uravnavajo razmnoževanje pri samotnih žuželkah, vključeni med družbeno evolucijo, da bi bili podlaga za reproduktivni DOL. Delavke (fiziološko) odražajo fazo iskanja hrane in skrbi za zarod samic neevsocialnih žuželk, medtem ko so kraljice družabnih žuželk fiziološko enakovredne samotarskim žuželkam, ki se razmnožujejo. V skladu s tem se lahko reproduktivni DOL doseže z ločevanjem in heterokroničnim premikom v izražanju ustreznih genetskih modulov, ki izhajajo iz samotnih prednikov. Obstaja podpora za to hipotezo pri družabnih Hymenoptera (npr. 53-55), manj pa je znanega o termitih. Nedavna študija o manj socialno zapletenem termitu C. Secundus je odkrila mrežo so-izraženih genov, centralni modul kraljice (QCM), ki je značilen za kraljice30.uporaba hesperidinaPomembno je, da QCM vsebuje gene iz vseh glavnih poti, za katere je znano, da uravnavajo lastnosti zgodovine življenja, vključno z geni, povezanimi s signalizacijo JH, potjo insulina/insulinu podobnega rastnega faktorja (IIS) in plodnostjo. QCM je vseboval tudi ortologe vseh treh Vgs, ki so značilni za matice M. bellicosus43 in za katere smo ugotovili, da so pri graditeljih v primerjavi z zbiralci krme povečani. To podpira naš zaključek, da delitev nalog odraža mehanizme, na katerih temelji reproduktivni DOL. To daje prve namige, da se hipoteza o reproduktivnem tlorisu zdi veljavna tudi za termite.

Iskanje hrane je usklajeno s poslabšanjem fizioloških razmer. Tako kot v drugih študijah o socialnih in samotarskih žuželkah?6 se zdi, da je iskanje hrane pri delavcih M. bellicosus povezano z nizkim izražanjem Vg in slabimi fiziološkimi pogoji (kar kaže prisotnost oocitov), ​​čeprav je velikost vzorca za slednje majhna , ki zahteva nadaljnje študije. Nasprotno so gradbeniki bili označeni z izrazi GO, ki kažejo na sintezo beljakovin in visoko energijsko presnovo, vključno z glikolitičnimi procesi.

Vloga astrocitov pri termitih se zdi zapletena in noč se med vrstami razlikuje*5. Pri termitih Reticulitermes speratus so astrocite opisali kot rezervoar dušika v obliki sečne kisline, ki naj bi prispeval k preživetju termitov, saj deluje kot antioksidanti. Pri vrstah Macrotermes, vključno z M. bellicosus, je bil pojav belkastih urocitov (kot urat ali sečna kislina) povezan s stresom ali starostjo8840 Ker so bili preučevani delavci podobne starosti, je malo verjetno, da bi starost pojasnila razliko v prisotnosti urocitov. Nadaljnja podpora povezavi s stresom, vsaj pri nekaterih vrstah, prihaja iz C. secundus. Lastne študije, ki so spremljale posameznike termitov skozi daljša obdobja, so pokazale, da lahko posamezniki vseh kast pridobijo jajčne celice v stresnih razmerah, kot je okužba s pršicami ali slaba kakovost hrane. Za razumevanje vloge urocitov pri termitih je potrebnih več študij.

V nasprotju s skupino Hymenoptera pa pri M. bellicosusu nismo zaznali razlik v titrih JH med zbiralci in gradbeniki, vendar je velikost vzorca majhna, zlasti za zbiralce krme (slika 2). Delavci, ki pridobivajo hrano, so podobne starosti kot gradbeniki. . Vendar pa se v študijah o socialnih Hymenoptera delavce, ki iščejo hrano, pogosto primerja z negovalci, ki se seveda razlikujejo po starosti, če niso nadzorovani v poskusni postavitvi. Znano je, da se visoki titri JH usklajujejo s staranjem pri samotarskih57 in sccialnih žuželkah23.58.59. Zato se zdi, da slabe fiziološke razmere vodijo k preusmeritvi naloge na iskanje hrane in ne ravni JH. To se je pokazalo predvsem pri nekaterih družabnih Hymenoptera (npr. 21,

To lahko vodi do hipoteze, kako je mogoče porazdelitev nalog stabilno vzdrževati s krepitvijo mehanizmov povratnih informacij, ki jih povzročajo družbene interakcije. Če nizek prehranski status povzroči, da posamezniki iščejo krmo in če so zbiralci krme, ki se vračajo, trajno 'izčrpani' zaradi beraških ocen, lahko pride do stabilne delitve rezervoarja.

Predlagane so bile podobne zamisli

Pripravljavci krme manj vlagajo v mehanizme za preprečevanje staranja. Naši podatki DEG podpirajo hipotezo, da je povečana zunanja umrljivost, odvisna od starosti, usklajena s pospešenim intrinzičnim staranjem42. Visoka zunanja umrljivost, ki je odvisna od starosti, lahko izbere skrajšano življenjsko dobo in zmanjša naložbe v mehanizme za preprečevanje staranja. Pridelovalci krme so imeli nižjo izraženost antioksidativnih genov kot pridelovalci. Ti geni blažijo škodo zaradi oksidativnega stresa, ki ga povzročajo povišane ravni ROS (reaktivnih kisikovih vrst)6. Če povzamemo, naši rezultati podpirajo hipotezo, da so termiti prevzeli podobne gene kot družbeni Hymenoptera, ki so osnova za delitev nalog pri delavcih. Poleg tega ti geni na splošno označujejo reproduktivni DOL pri družbenih žuželkah. Poleg tega se zdi, da so delavci, ki iščejo hrano M.bellicosus, v slabšem fiziološkem stanju kot graditelji podobne starosti, kar nakazuje na primer nižja izraženost genov za vitelogenin, prisotnost urocitov in manjša izraženost katalaz in SOD, ki lahko vzdržuje ravni ROS pod nadzorom. To podpira hipotezo, da posameznikovo fiziološko stanje in ne intrinzična starost sproži prehod na iskanje hrane. Nazadnje, v skladu z napovedmi teorije zgodovine življenja, da lahko visoka zunanja umrljivost, odvisna od starosti, izbere hitrejše intrinzično staranje (staranje), se zdi, da iskalci krme vlagajo manj v mehanizme za preprečevanje staranja kot gradbeniki, ki so manj izpostavljeni tveganjem ekstrinzične umrljivosti.

Metode

Poskus transkriptoma. Vzorčenje in generiranje transkriptomskih podatkov. Vzorci M. bellicosus so bili zbrani v narodnem parku Comoe (koordinate 8946'N 3 stopinja 47'W, Slonokoščena obala). Za analizo transkriptoma smo uporabili 14 mladoletnih delavcev podobne starosti, ocenjeno glede na obrabo spodnje čeljusti, kot opisano pod Generiranje podatkovnega niza JH in urocitov'*. Vsak posameznik izvira iz druge kolonije, da bi zagotovil neodvisne vzorce. Posamezniki so bili zbrani med opravljanjem nalog gradnje (n=7) ali iskanja hrane (n=7). Transkriptomi so bili ustvarjeni iz glav termitov in prsnega koša. Nedavne študije kažejo, da so vzorci glave in prsnega koša najprimernejši za študije transkriptomov pri termitih, saj se v teh tkivih izražajo glavne poti, ki so podlaga za regulacijo življenjskih lastnosti, vključno s plodnostjo pri kraljicah *

Vzorci so bili pripravljeni in ustvarjeni točno tako kot v naši prejšnji študiji, iz katere smo uporabili podatke o izražanju matice (vključno s pripravo vzorcev in analizami, ki jih je opravila ista oseba)43. Nato so jih na suhem ledu poslali v BGI, Hong Kong. Pripravo knjižnice je opravil BGI z uporabo kompleta TruSeq RNA po protokolu za pripravo vzorcev BGI. Podrobnosti o vsakem vzorcu so na voljo pod Bioproject ID PRJNA727164. Pomnožene knjižnice so bile sekvencirane na platformi Illumina HiSeq 4000 s strategijami 100 bp seznanjenih koncev (PE), ki so ustvarile vsaj 4 gigabaze neobdelanih podatkov za vsak vzorec. Po zaporedju so bila indeksna zaporedja iz strojnih odčitkov demultipleksirana (razvrščena in odstranjena) z lastniškim orodjem BGI.

Predhodna obdelava neobdelanih branj RNASeq. Za vse nadaljnje korake so bili uporabljeni neobdelani odčitki zaporedja iz vseh vzorcev, ki jih je zagotovil BGI. Po nadzoru kakovosti s FastQC v. {{0}}.11.967 so bili neobdelani odčitki zaporedja preverjeni za najmanjšo dolžino 70 bp in adapterji (vključno z dvema adapterjema BGI inhouuse) so bili obrezani s Trimmomatic v.0.3968. Obrezovanje in druge nadaljnje korake je olajšal GNU parallel v.2014102269.

Izražanje genov in kartiranje proti genomu Macrotermes natalensis. Uporabili smo genom Mac-proteomes natalensis (Haviland 1898) različice 1.0 kot hrbtenico nnapping v naši študiji, ki dobro služi za ta namen43. Obrezani in očiščeni neobdelani odčitki so bili narejeni proti genomu M. natalensis s programom Hisat2 v.2.2.0 s privzetimi nastavitvami7. Nastale datoteke bam so bile razvrščene po imenu gena z uporabo SAMtools (v.1.5)².HTSeq v .0.9.12 je bil nato uporabljen za štetje preslikanih neobdelanih odčitkov na gen （stranded=no, type=gen,mode=union, order= ime) za vsak vzorec. Sestavljena je bila tabela z navadnim besedilom, ki povzema vse vzorce (dodatna tabela S6).

Analiza izražanja genov. DESeq2v.1.18.1 je bil uporabljen v R v.3.4.4 za analizo diferencialne ekspresije genov med gradbeniki in zbiralci hrane7475. Za testiranje parnih izraznih razlik smo uporabili posplošen linearni model z negativno binomsko porazdelitvijo, kot je implementiran v DESeq2. Primerjali smo diferencialno izražanje genov med dvema nalogama, graditelji in zbiralci krme (dodatne tabele S1-S2,S4). FDR-prilagojene p-vrednosti (padj) so bile uporabljene za korekcijo večkratnega testiranja. Da bi analizirali podobnosti med ekspresijo genov za graditelje/hranilce in matico, smo primerjali prekrivanje seznamov DEG: primerjali smo gene, ki so bili regulirani navzgor pri maticah v primerjavi z vsemi drugimi kastami iz prejšnje študije, z geni, ki so bili regulirani navzgor pri maticah v primerjavi z geni za zbiranje hrane iz trenutna študija (slika 1). Podobno smo primerjali prekrivanje med geni kraljice in tistimi, ki so regulirani navzgor pri zbiralcih krme v primerjavi z graditelji (slika 1).

Funkcionalna anotacija in GO analiza. Funkcionalna alnotacija zaporedij aminokislin (AA) proteinov, ki kodirajo gene M.natalensis, je bila opravljena v Interproscan v.5.41-78.077. Iskane baze podatkov so bile pfam, panther, cdd, coils, gene3d, hamap, pirsf , tisk, sfld in naddružina. Ekstrahirali smo opombo GO za vsako zaporedje AA in združili vnose iz vseh baz podatkov za vsakega. Uporabili smo NCBI BLASTX v. 2.2.31 plus za primerjavo kodirnih sekvenc genoma M. natalensis z bazo podatkov NCBI nr protein (dostopano nov. 2015)78. TopGOv.2.30.1** smo uporabili za primerjavo gradbenih in krmnih genov; preučili smo hierarhijo GO in preveč zastopali izraze ter zgradili grafične predstavitve. Analizirani biološki proces (BP), celična komponenta (CC) in molekularna funkcija (MF) (dodatna tabela S3).

Generiranje nabora podatkov o JH in urocitih. Posamezniki M. bellicosus so bili zbrani na terenu v narodnem parku Comoe (glej zgoraj). Količina urocitov je bila na terenu ocenjena kot visoka ali nizka glede na očitno prisotnost ali odsotnost velikih urocitov. Vidni so kot beli 'kristali'/pike v maščobnem telesu skozi prozorno kutikulo termitov. Pri teh istih posameznikih so bili odvzeti vzorci hemolimfe za meritve JH. Da bi to naredili, so njihove trebuhe preluknjali z zatičem in štrleče kapljice hemolimfe absorbirale v kalibrirane steklene kapilare (5 μL kapilarne pipete za enkratno uporabo, Neolab, Hirschmann, Eber-stadt, Nemčija) (za več podrobnosti glej 35). Za meritve JH smo alikvote hemolimfe posameznih posameznikov po 1 uL takoj raztopili v 0.5 ml acetonitrila. Ti vzorci so bili shranjeni pri -20 stopinjah (razen za prevoz s terena v laboratorij) v steklenih vialah z navojnim pokrovčkom s teflonskim zamaškom. Preostale mrtve posameznike so shranili v etanolu za določitev starosti v laboratoriju s proučevanjem obrabe mandibule pod disekcijskim mikroskopom. Zato smo za nazaj vedeli samo starost posameznikov in smo morali zavrniti vzorce, ki so bili prestari (zelo obrabljene mandibule; večinoma krmne živali) ali premladi (večinoma neuporabljene mandibule; nekaj gradbenikov). To je zmanjšalo in spremenilo velikost našega vzorca, tako da smo na koncu imeli vzorce hemolimfe 14 starih gradbenih mladoletnih delavcev in 3 starih mladoletnih delavcev, ki so iskali hrano. Vsak posameznik izvira iz druge kolonije, da bi zagotovil neodvisen vzorec.

JH je bil ekstrahiran po protokolu ločevanja v tekoči fazi8, kot je opisano v ³5. Protokol RIA, ki določa razredčitve JH-specifičnega antiseruma, koncentracijo radioaktivnosti [10-3H(n)]-juvenilnega hormona III (specifična aktivnost 19,4 Ci/mmol Perkin Elmer Life Sciences, Waltham, MA), in območje standardne krivulje (50-10 ng), ugotovljeno z neoznačenim juvenilnim hormonom III (Fluka, Buchs, Švica), na enak način kot v naši prejšnji študiji35. Titri JH vzorcev so bili izračunani na podlagi nelinearne štiriparametrske regresije na vrednosti standardne krivulje (razpredelnica ImmunoAssay Calculations, Bachem, Bubendorf, Švica) in so izraženi kot ekvivalenti JH-III （pg/μL hemolimfe）. JH-III je edini del JH, ki ga proizvaja termit corpora allata in je odkrit v hemolimfi **

Podatkovne nize oocitov in JH so analizirali z uporabo neparametrične statistike. Frekvenco pojavljanja jajčnih celic med zbiralci in graditelji smo primerjali s kontingenčno analizo, medtem ko smo količino titrov JH med zbiralci in graditelji analizirali z Mann Whitney U-testom. Vsi testi so bili dvostranski, statistične analize pa so bile opravljene z IBM SPSS 23.082. Zmogljivost teh smo preizkusili z G*Power 3.1.9.783.84. Razpoložljivost podatkov

Neobdelani podatki o zaporedju, uporabljeni v tej publikaciji, so bili deponirani v arhivu NCBI SRA pod pristopno oznako PRJNA727164. Podatki, uporabljeni za ustvarjanje številk, so navedeni v tem dokumentu.

Ta članek je izvleček iz https://doi.org/10.1038/s41598-021-97515-w