Quruvchilar va yig'uvchilar o'rtasidagi gen ifodasini taqqoslash

Iltimos, murojaat qilingoscar.xiao@wecistanche.comqo'shimcha ma'lumot uchun

Mehnat taqsimoti (DOL) bilan bog'liq foydalar evolyutsiyadagi asosiy o'tishlarni, masalan, eukaryotik hujayra yoki ko'p hujayrali organizmlarning evolyutsiyasini qo'llab-quvvatlovchi asosiy harakatlantiruvchi kuchlar sifatida muhokama qilinadi. Evosotsiallik evolyutsiyasi ko'pincha ushbu asosiy evolyutsion o'tishlarning oxirgisi sifatida qabul qilinadi. Ijtimoiy hasharotlar "o'tish fazalarini" o'rganish uchun afzalliklarni taklif qiladi, chunki barcha ijtimoiy hasharotlar superorganizmlar emas (ya'ni, koloniya ishchilari ko'paya olmaydigan va bepusht bo'lgan turlar), ular katta evolyutsion o'tishni amalga oshirganlar23. Ijtimoiy hasharotlar, shuningdek, DDL bilan xarakterlanadi, ya'ni hasharotlar koloniyasidagi reproduktiv va ko'paymaydigan hayvonlar o'rtasida. Chumolilar va ba'zi asalarilar va arilardan iborat ijtimoiy Hymenoloterada, shuningdek, Blattodean termitlarida koloniya ichidagi faqat bir yoki bir nechta individlar ko'payadi (malikalar va termitlarda ham qirol), koloniya shaxslarining katta qismi esa. , hech bo'lmaganda vaqtincha ko'payishdan voz keching va ishchi yoki askar vazifalarini bajaring. Ishchilar kastasida odatda ishchi yoshi bilan bog'liq bo'lgan qo'shimcha DOL mavjud (ya'ni, yosh polietizmi)*. Yosh ishchilar uya ichida nasl va reproduktivlarga g'amxo'rlik qilish kabi vazifalarni bajaradilar, keksa ishchilar esa uydan tashqarida ozuqa qidirish kabi xavfliroq vazifalarni bajaradilar. Yoshga bog'liq bo'lgan bunday DOL moslashuvchan hisoblanadi, chunki keksa odamlar odatda umr ko'rish davomiyligini qisqartiradi va shuning uchun yosh ishchilarga qaraganda kamroq reproduktiv qiymat (yoki uning inklyuziv fitnes ekvivalenti).

Iltimos, ko'proq bilish uchun shu yerni bosing

Ijtimoiy Hymenopterada vazifalarni taqsimlash asosidagi yaqin molekulyar mexanizmlar intensiv o'rganilgan" 10. Vitellogeninlar (Vgs) malika va ishchilar-15, shuningdek, turli vazifalarni bajaradigan ishchilar o'rtasida DOLning asosiy regulyatorlari sifatida paydo bo'ldi 1617.cynomorium foydalariUlar urg'ochi hasharotlarda oogenez jarayonida sarig'i prekursorlari vazifasini bajarishi bilan mashhur bo'lgan saqlash oqsillaridir8. Masalan, eng yaxshi o'rganilgan ijtimoiy hasharotlar asalari Apis melliferada uyda parvarish qilishdan tashqarida oziq-ovqat qidirishga o'tish ko'plab genlarning ifodalanishining o'zgarishi bilan tavsiflanadi19. Fiziologik jihatdan, yoshga bog'liq bo'lgan emizishdan oziq-ovqat qidirishga o'tish gemolimfa juvenil gormoni (JH) titrining oshishi bilan bog'liqmi? 20 va aylanib yuruvchi Vglevels1521-23 kamayishi natijasida yuzaga keladi. Muhimi, malika ishtirokida tuxum hosil qilmaydigan asalarichilarda Vg immunosensensiyani inhibe qiluvchi funktsiyaga ega ekanligi isbotlangan2.

Asalarilar bilan solishtirganda, DOL ning molekulyar mexanizmlari va ayniqsa, termitlarda ishlaydigan ishchilar o'rtasidagi vazifalar taqsimoti haqida juda kam ma'lum. Termitlar (ilgari "Isoptera" infratartibi, ilgari mustaqil tartib hisoblangan "ijtimoiy tarakanlar bo'lib, ular Blattodea ichida joylashgan monofiletik nasl bo'lib, ular ijtimoiy Hymenoptera 2526 dan mustaqil ravishda evolotsiallikni rivojlantirdilar. Ijtimoiy Hymenoptera 2526. Ijtimoiy Hymenoptera'da bo'lgani kabi, yoshi polietizmi keksa ishchilar uchun keng tarqalgan, masalan, qarish xavfi kabi vazifalarni bajaradi. yoki mudofaa2728.Shuningdek, (i) termit reproduktivlari va ishchilar o'rtasida Vgs DOLda muhim rol o'ynashi; 2930, (ii) JH titrlari va Vg ifodasi termit malikalarida ijobiy bog'liqligi ** va (iii) bu malikalar ishchilarga qaraganda ancha yuqori JH titrlariga ega Termitlarda qirolichalarda yuqori tartibga solinadigan uchta Vg nusxasi bor3637 va hech bo'lmaganda Cryptotermes Secundusda bu uch Vg nusxasi malika fenotipini tavsiflovchi gen koekspression tarmog'ining a'zolaridir (shuningdek, "Muhokama" ga qarang)30.cho'l sümbülüUshbu natijalar bizni Vgs va JH nafaqat reproduktiv DOL asosida, balki ijtimoiy Hymenoptera kabi termit ishchilari o'rtasidagi vazifalar taqsimotini ham tartibga soladi, degan farazga olib keladi.

Biz termitlardagi ishchilar o'rtasidagi vazifalarni taqsimlash ijtimoiy Hymenopteradagi vazifalarni taqsimlashning bir xil mexanizmlari bilan bog'liqligini tekshirishni maqsad qildik. Buning uchun biz ishchilar o'rtasida vazifa bo'linishi intensiv o'rganilgan va eng yaxshi tavsiflangan termit turini tanladik, Macrotermes bellicosus Smeathman (Macrotermitinae)283839.M.bellicosis - katta tepaliklar quradigan va murakkab koloniyaga ega bo'lgan zamburug'li termit. To'rtta steril kastaga bo'lingan bir necha milliongacha shaxslardan iborat tuzilma: katta va kichik ishchilar, katta va kichik askarlar.Flavonoid olish usuli pdfBu steril kastalar orasida DOL, ayniqsa, kichik ishchilar uchun jadal o'rganilgan283839. Ular urg'ochi va shuning uchun malika bilan solishtirish mumkin.Bundan tashqari, ular shaxslarning ko'p qismini tashkil qiladi va eng xilma-xil xulq-atvor repertuariga ega. Yosh kichik ishchilar zoti va malikaga g'amxo'rlik qilishadi. Qadimgi kichik ishchilar qurilish va ozuqa qidirish bilan shug'ullanadi. Ikkinchisi o'xshash yoshdagi shaxslarning vazifalarni taqsimlash sabablarini sinab ko'rishga imkon beradi, bu esa yoshga nisbatan vazifalarni taqsimlash (ya'ni, yosh polietizmi) bo'yicha tadqiqotlarda yuzaga kelishi mumkin bo'lgan yosh va topshiriqning chalkash ta'sirini bartaraf etadi. Bundan tashqari, o'xshash yoshdagi shaxslardan foydalanish Ishchilar yoshidan qat'i nazar, xavfliroq vazifalar qarishga qarshi mexanizmlarga investitsiyalarni qisqartirish bilan bog'liqligini tekshirish uchun kamdan-kam imkoniyatni taqdim etadi. Bu hayot tarixi nazariyasidan kutilmoqda, unda tasodifiy sabablarga ko'ra yoshga bog'liq yuqori tashqi o'lim tezroq ichki qarishni (esenescence) tanlashi mumkin, bu qarishga qarshi mexanizmlarga kamroq investitsiyalar kiritadi4,2. M. bellicosusda barcha kichik ishchilar ayollar; erkaklar koloniyada butunlay boshqacha vazifalarga ega bo'lgan asosiy ishchilarga aylanadi va shuning uchun bu tadqiqotda ko'rib chiqilmaydi.

Cistanche qarishga qarshi bo'lishi mumkin

Biz kichik ishchilarda (oddiylik uchun, bundan keyin faqat ishchilar) yig'uvchilar (bundan buyon - o'rmonchilar) ichki qurilish ishlarini bajaradiganlarga (bundan keyin - quruvchilar) qaraganda yomonroq fiziologik sharoitda ekanligi haqidagi gipotezani sinab ko'rdik. Shunday qilib, biz, shuningdek, quruvchilar o'zlarining umumiy gen ifodasi profillarida qirolichalarga ko'proq o'xshashliklarini taxmin qildik. Nihoyat, biz quruvchilar qarishga qarshi mexanizmga ko'proq mablag 'sarflaydimi yoki yo'qligini sinab ko'rdik, ikkinchisi yoshga xos tashqi o'lim xavfi yuqori.

Ushbu farazlarni sinab ko'rish uchun biz quruvchilar va yig'uvchilardan bosh va ko'krak qafasining transkriptomlarini yaratdik (to'qimalarni oqilona tanlash uchun, "Usullar" ga qarang). Ishchilarning vazifalari o'rtasidagi gen ekspressiyasini solishtirgandan so'ng, biz ularning ekspressiya profillarini malikalarniki bilan solishtirdik, ular M. bellicosus43 da yosh va kastaga bog'liq gen ekspressiyasi farqlarini o'rgangan oldingi tadqiqotda nashr etilgan. Ishchilarning fikriga ko'ra, biz quruvchilar va yig'uvchilarda oositlar mavjudligini aniqladik va taqqosladik.flavonoidlarUrotsitlar - termitlarning yog 'tanasidagi uchta hujayra turidan biri; ular azotli chiqindilarni saqlash hujayralari45. Urositlarning to'planishi termitlarning "noxushlik" ko'rsatkichi bo'lishi mumkin, garchi ularning roli murakkab ko'rinadi (batafsilroq, "Muhokama" ga qarang)4-46. Bizning tadqiqotimiz endokrin o'lchovlar bilan to'ldirildi, chunki yig'uvchilar va quruvchilar gemolimfa JH titrlarida farq qiladimi yoki yo'qmi.

Natijalar

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) (Qo'shimcha jadval S2). Shuningdek, quruvchilarda yuqori tartibga solinadigan beshta antioksidant gen bor edi: katalazalarni (Cat) kodlovchi ikkita gen va superoksid dismutazlarni (SOD) kodlovchi uchta gen (2 × CuCn, 1 × MnFe turlari). Yuqori boyitilgan (quruvchilar uchun GO atamalari energiya almashinuvi, o'ziga xos edi). ATP metabolizmi va glikolitik jarayon, shuningdek translatsiya, ribosoma genlari va oqsillarni tashish bilan bog'liq genlar (Qo'shimcha jadval S3, qo'shimcha rasm. S1-S3).

Yig'uvchilarda uch yuz qirq oltita gen sezilarli darajada haddan tashqari ifodalangan (qo'shimcha jadval S4), ammo hech qanday ajoyib naqshlar ko'rinmadi. Yigʻuvchilar quyidagi GO atamalari bilan tavsiflangan: oqsil kinaz faolligi, geparin bilan bogʻlanish, transkripsiyani tartibga solish, RNK metabolizmi, oqsil fosforillanishi va DNK polimeraza faolligi (Qoʻshimcha jadval S3, qoʻshimcha shakllar S4-S6). Ishchi vazifasi bilan bog'liq gen ekspressiyasini "qirolicha genlari" bilan taqqoslash. Quruvchilarda ko'tarilgan genlar malikalarda yuqori darajada ifodalangan genlarga ko'proq o'xshash yoki yo'qligini tekshirish uchun biz ishchilarning hozirgi vazifaga oid ekspressiv farqlarini M. bellicosus qirolichalarida qirollar va ishchilarga (keyinchalik qirolicha DEG) nisbatan yuqori tartibga solinadigan genlar to'plami bilan solishtirdik. )43. Jami 713 DEG malika maxsus ifodalangan43. Quruvchilarda yig'uvchilarga nisbatan yuqori tartibga solingan 593 gendan 108 (18,2 foiz) DEG malika DEG edi. Aksincha, 346 ta em-xashak genlaridan atigi 18 (5,2 foiz) DEG malika DEG bilan bir-biriga mos tushdi. Shunday qilib, quruvchilar qirolichalar bilan em-xashak yig'uvchilarnikiga qaraganda ancha ko'p genlarni bo'lishdi (x²=24.15,df=1,p=8.94×10-7）. Quruvchilar va malikalar o'rtasida taqsimlangan genlar orasida uchta vg genlari bor edi (1-rasm).

Quruvchilar va yig'uvchilarda oositlar va JH titrlarining mavjudligi. Namuna o'lchamlari kichik bo'lsa-da, urotsitlar mavjudligi uchun quruvchilar va yig'uvchilarni skrining qilish vazifa ta'sirini nazarda tutadi. Har uchala yem yig'uvchida ham ko'rinadigan urotsitlar bo'lgan, （faqatgina) 14 ta quruvchidan 6 tasida ularga ega bo'lgan（ favqulodda vaziyatlar tahlili∶ x²=3.24, P=0.072; Qo'shimcha

Munozara

Vitellogenin ijtimoiy hasharotlar bo'yicha mehnat taqsimoti asosidagi umumiy xususiyatdir. 24,4647, antsl7 ga oʻxshab, biz Vg ijtimoiy Hymenoptera (masalan, quruvchilar bilan solishtirganda termitlarni qidirishda asal qoʻngʻirogʻi genlari) ifodasida pastga regulyatsiyani aniqladik. 133 million yildan ko'proq vaqt ajratilgan*@, hayratlanarli. Biz bosh va ko'krak qafasi to'qimalarini o'rgandik. Shunday qilib, ko'payish bilan bog'liq bo'lgan Vg signalini aniqlash ajablanarli tuyulishi mumkin. Shunga qaramay, C. Sekundus termitida kamida bittasi bor. Ushbu Vg genlaridan Neofem3 tananing barcha qismlarida (bosh, ko'krak, qorin) xuddi shunday tarzda ifodalanadi2. Bundan tashqari, so'nggi natijalar bosh va ko'krak qafasi to'qimalari hayot tarixi xususiyatlarini o'rganish uchun juda mos ekanligini ko'rsatadi304, shu jumladan barcha uchta Vg genining ifodasi Biz quruvchilarda yig'uvchilar bilan solishtirganda yuqori tartibga solinishini aniqladik.Vitellogeninni sintez qilish uchun ma'lum bo'lgan asosiy to'qima bo'lgan yog 'tanasi ham ko'krak qafasida paydo bo'ladi.

Vazifalarni taqsimlash asosidagi molekulyar mexanizmlar reproduktiv mehnat taqsimoti asosidagi mexanizmlarni aks ettiradi. Vitellogeninlar ijtimoiy Hymenoptera va termitlarda qirolichalar va ishchilar o'rtasida reproduktiv DOLni ham xarakterlashi, malika uchun yuqori ozuqaviy sharoitlar bilan ajralib turishi ham diqqatga sazovordir3050. Tuxumdonning tuproq rejasi gipotezasi5l va uning reproduktiv zamin rejasi gipotezasi sifatida qayta ishlab chiqilishi21,2452, yakka hasharotlarda ko'payishni tartibga soluvchi molekulyar genetik modullar reproduktiv DOL asosini yaratish uchun ijtimoiy evolyutsiya davomida birgalikda tanlanganligini bildiradi. Ishchilar (fiziologik jihatdan) evosial bo'lmagan hasharotlar urg'ochilarining oziq-ovqat va naslchilik bosqichini aks ettiradi, ijtimoiy hasharotlar malikalari esa fiziologik jihatdan ko'payadigan yakka hasharotlarga tengdir. Shunga ko'ra, reproduktiv DOLga yolg'iz ajdodlardan olingan mos keladigan genetik modullarni ifodalashda ajralish va geteroxronik siljish orqali erishish mumkin. Ijtimoiy Hymenopterada (masalan, 53-55) bu gipotezani qo'llab-quvvatlash mavjud, ammo termitlar haqida kamroq ma'lum. Ijtimoiy jihatdan murakkabroq termit C. Sekundus bo'yicha yaqinda o'tkazilgan tadqiqot qirolichalarni tavsiflovchi qirolicha markaziy moduli (QCM) birgalikda ifodalangan genlar tarmog'ini aniqladi30.hesperidin ishlatiladiMuhimi, QCMda hayot tarixining xususiyatlarini tartibga solish uchun ma'lum bo'lgan barcha asosiy yo'llarning genlari, jumladan JH signalizatsiyasi, insulin / insulinga o'xshash o'sish omili (IIS) yo'li va urug'lanish bilan bog'liq genlar mavjud. QCM shuningdek, M. bellicosus queens43 ni tavsiflovchi barcha uch Vg ning ortologlarini ham o'z ichiga olgan va biz ularni yig'uvchilarga nisbatan quruvchilarda yuqori tartibga solinganligini aniqladik. Bu bizning vazifalarni taqsimlash reproduktiv DOLning asosiy mexanizmlarini aks ettiradi degan xulosamizni tasdiqlaydi. Bu reproduktiv zamin rejasi gipotezasi termitlar uchun ham to'g'ri ekanligi haqida birinchi maslahatlar beradi.

Oziq-ovqat izlash fiziologik sharoitlarning yomonlashuviga mos keladi. Ijtimoiy va yolgʻiz hasharotlar boʻyicha boshqa tadqiqotlarda boʻlgani kabi?6, M. bellicosus ishchilarida oziq-ovqat qidirish Vg ning pastligi va yomon fiziologik sharoitlar (oositlar mavjudligi bilan koʻrsatilgan), ammo ikkinchisi uchun namuna hajmi past boʻlsa-da, koʻrinadi. , qo'shimcha tadqiqotlarni talab qiladi. Aksincha, quruvchilar oqsil sintezi va yuqori energiya almashinuvini, shu jumladan glikolitik jarayonlarni ko'rsatadigan GO atamalari bilan tavsiflangan.

Termitlarda astrositlarning roli murakkab ko'rinadi va tun turlar orasida farq qiladi*5. Reticulitermes speratus termitida astrositlar siydik kislotasi ko'rinishidagi azot rezervuari sifatida tasvirlangan bo'lib, ular termitlarning omon qolishiga hissa qo'shishi kerak. antioksidantlar. Makrotermlar turlarida, shu jumladan M bellicosusda oq rangdagi urotsitlar (urat yoki siydik kislotasi sifatida) paydo bo'lishi stress yoki qarilik bilan bog'liq bo'lgan8840 O'rganilayotgan ishchilar bir xil yoshda bo'lganligi sababli, yosh urotsitlar mavjudligidagi farqni tushuntirib berolmaydi. Hech bo'lmaganda ba'zi turlarda stress bilan bog'lanishni qo'shimcha qo'llab-quvvatlash C. secundusdan keladi. Termitlarni uzoq vaqt davomida kuzatib borgan o'z tadqiqotlari shuni ko'rsatdiki, barcha kastalar oqadilar bilan zararlanganda yoki yomon oziq-ovqat sifati kabi stressli sharoitlarda oositlarni olishlari mumkin. Termitlarda urotsitlarning rolini tushunish uchun ko'proq tadqiqotlar talab etiladi.

Ijtimoiy Hymenoptera'dan farqli o'laroq, biz M. bellicosusda yig'uvchilar va quruvchilar o'rtasida JH titrlarida farqlarni aniqlamadik, ammo namuna hajmi, ayniqsa, yig'uvchilar uchun kichik (2-rasm). . Biroq, ijtimoiy Hymenoptera bo'yicha tadqiqotlarda oziq-ovqat izlovchi ishchilar ko'pincha, agar eksperimental tuzilmada nazorat qilinmasa, tabiiy ravishda yoshi bo'yicha farq qiladigan hamshiralar bilan taqqoslanadi. Yuqori JH titrlari yolg'iz57 va sksial hasharotlarda qarish bilan mos kelishi ma'lum.23.58.59. Demak, yomon fiziologik sharoitlar JH darajasiga emas, balki ozuqa qidirishga o'tishga olib keladi. Bu birinchi navbatda ba'zi ijtimoiy Hymenopteralarda ko'rsatilgan (masalan, 21,

Bu ijtimoiy o'zaro ta'sirlardan kelib chiqadigan qayta aloqa mexanizmlarini kuchaytirish orqali vazifalar taqsimotini qanday barqaror saqlash mumkinligi haqidagi farazga olib kelishi mumkin. Agar oziqlanish darajasining pastligi odamlarni em-xashak olishga undasa va qaytayotgan em-xashakchilar doimiy hisob-kitoblarga ko'ra "bo'lib qolsa", tankning barqaror bo'linishi mumkin.

Shunga o'xshash g'oyalar ilgari surildi

Yem oluvchilar qarishga qarshi mexanizmlarga kamroq sarmoya kiritadilar. Bizning DEG ma'lumotlarimiz yoshga bog'liq tashqi o'limning ortib borayotgan ichki qarish bilan mos kelishi haqidagi farazni qo'llab-quvvatlaydi42. Yoshga bog'liq tashqi o'limning yuqori darajasi umr ko'rish muddatini qisqartirishi va qarishni oldini olish mexanizmlariga investitsiyalarni kamaytirishi mumkin. Yig'uvchilar quruvchilarga qaraganda antioksidant genlarni kamroq ifodalagan. Bu genlar ROS (reaktiv kislorod turlari) darajasining oshishi natijasida kelib chiqadigan oksidlovchi stressdan kelib chiqadigan zararni engillashtiradi6. Xulosa qilib aytganda, bizning natijalarimiz termitlar ishchilarning ijtimoiy Hymenoptera asosiy vazifasi bo'linishiga o'xshash genlarni tanlagan degan gipotezani tasdiqlaydi. Bundan tashqari, bu genlar umumiy tarzda ijtimoiy hasharotlarda reproduktiv DOLni tavsiflaydi. Bundan tashqari, oziq-ovqat izlovchi M.bellicosus ishchilarining fiziologik holati o'xshash yoshdagi quruvchilarga qaraganda yomonroq ko'rinadi, masalan, vitellogenin genlarining kam ifodalanishi, urotsitlarning mavjudligi va katalaza va SODlarning kam ifodalanishi. ROS darajasini nazorat ostida ushlab turishi mumkin. Bu o'ziga xos yosh emas, balki individual fiziologik holat em-xashak qidirishga o'tishga olib keladi degan gipotezani qo'llab-quvvatlaydi. Nihoyat, hayot tarixi nazariyasining yoshga bog'liq yuqori o'lim darajasi tezroq ichki qarishni (qarilikni) tanlashi mumkinligi haqidagi bashoratlarga muvofiq, yig'uvchilar tashqi o'lim xavfiga kamroq duchor bo'lgan quruvchilarga qaraganda qarishga qarshi mexanizmlarga kamroq mablag 'sarflaydilar.

Usullari

Transkriptome tajribasi. Transkriptom ma'lumotlarini namuna olish va yaratish. M. bellicosus namunalari Komo milliy bog'ida (koordinatalari 8946'N 3 daraja 47'W, Kot-d'Ivuar) to'plangan. Transkriptoma tahlillari uchun biz mandibula eskirishiga ko'ra, xuddi shunday yoshdagi 14 nafar kichik ishchidan foydalandik. JH va urotsitlar ma'lumotlar to'plamini yaratish'* ostida tasvirlangan. Har bir shaxs mustaqil namunalarni taqdim etish uchun boshqa koloniyadan kelib chiqqan. Individuallar qurilish (n=7) yoki oziq-ovqat qidirish (n=7) vazifalarni bajarayotganda to'plangan. Transkriptomlar termitlarning boshi va ko'krak qafasidan hosil bo'lgan. Oxirgi tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, bosh va ko'krak qafasi namunalari termitlarda transkriptomani o'rganish uchun eng mos keladi, chunki bu to'qimalarda hayot tarixini tartibga solishning asosiy yo'llari, shu jumladan malikalarning nasldorligi ifodalanadi *

Namunalar avvalgi tadqiqotimizga o'xshab tayyorlandi va yaratildi, bunda biz malika ifodasi ma'lumotlaridan foydalanganmiz (shu jumladan, xuddi shu shaxs tomonidan namuna tayyorlash va tahlillar)43. Keyin ular quruq muz ustida BGI, Gonkongga jo'natildi. Kutubxonani tayyorlash BGI tomonidan TruSeq RNK to'plami yordamida BGI namunasini tayyorlash protokoliga muvofiq amalga oshirildi. Har bir namunaga oid tafsilotlarni Bioloyiha ID PRJNA727164 ostida topish mumkin. Kuchaytirilgan kutubxonalar Illumina HiSeq 4000 platformasida 100 bp juftlashtirilgan (PE) oʻqish strategiyalari bilan tartiblangan va har bir namuna uchun kamida 4 Gigabaza xom maʼlumot hosil qilgan. Tartiblashtirgandan so'ng, mashina o'qishlaridagi indeks ketma-ketliklari xususiy BGI-inhouse vositasi tomonidan demultiplekslangan (saralangan va o'chirilgan).

RNASeq xom o'qishlarini oldindan qayta ishlash. BGI tomonidan taqdim etilgan barcha namunalardagi xom ketma-ketlikni o'qish barcha keyingi qadamlar uchun ishlatilgan. FastQC v. {0}}.11.967 bilan sifat nazoratidan so'ng, xom ketma-ketlikni o'qish minimal uzunligi 70 bp bo'lishi uchun tekshirildi va adapterlar (jumladan, ikkita BGI inhouuse adapterlari) Trimmomatic v.0.3968 yordamida kesildi. Kesish va boshqa keyingi qadamlar GNU parallel v.2014102269 tomonidan osonlashtirildi.

Macrotermes natalensis genomiga qarshi genni ifodalash va xaritalash. Biz tadqiqotimizda Mac-proteomes natalensis (Haviland 1898) 1.0 versiyasining genomini o'z ichiga olgan tayanch sifatida foydalandik, bu maqsad uchun yaxshi xizmat qiladi43. Kesilgan va tozalangan xom o'qishlar Hisat2 v.2.2.0 dasturidan foydalanib, M. natalensis genomiga nisbatan qo'llanildi. .0.9.12 keyin gen boshiga xaritalangan xom o'qishlarni hisoblash uchun ishlatilgan （torli=yo'q, turi=gen,mode=birlashma, tartib= ism) har bir namuna uchun. Barcha namunalarni jamlagan ochiq matnli jadval tuzildi (qo'shimcha jadval S6).

Gen ifodasini tahlil qilish. DESeq2v.1.18.1 R v.3.4.4 da quruvchilar va yig'uvchilar o'rtasidagi differensial gen ifodasini tahlil qilish uchun ishlatilgan7475. Ikki tomonlama ekspressiv farqlarni sinab ko'rish uchun biz DESeq2 da amalga oshirilgan salbiy binomial taqsimotga ega umumlashtirilgan chiziqli modeldan foydalandik. Biz ikkita vazifa, quruvchilar va yig'uvchilar o'rtasida differentsial gen ifodasini solishtirdik (Qo'shimcha jadvallarS1-S2,S4). FDR tomonidan sozlangan p-qiymatlari (padj) bir nechta testlarni tuzatish uchun ishlatilgan. Quruvchi/yem oluvchi va malika geni ifodasi o'rtasidagi o'xshashlikni tahlil qilish uchun biz DEG ro'yxatlarining o'xshashligini solishtirdik: Biz oldingi tadqiqotda boshqa barcha kastalarga nisbatan malikalarda yuqori tartibga solingan genlar bilan quruvchilarda yuqori tartibga solinadigan genlar bilan solishtirdik. joriy o'qish (1-rasm). Xuddi shunday, biz quruvchilar bilan solishtirganda, malika genlari va yig'uvchilarda yuqori tartibga solinadigan genlar o'rtasidagi o'xshashlikni solishtirdik (1-rasm).

Funktsional izoh va GO tahlili. M.natalensis genlarini kodlovchi protein aminokislotalar (AA) ketma-ketliklarining funktsional izohlanishi Interproscan v.5.41-78.077 da amalga oshirildi. Qidirilgan ma'lumotlar bazalari pfam, panther, cdd, coils, gene3d, hamap, pirsf edi. , nashrlar, sfld va superfamily. Biz har bir AA ketma-ketligi uchun GO annotatsiyasini chiqarib oldik va barcha ma'lumotlar bazalaridan birlashtirilgan yozuvlarni foreach. M. natalensis genomining kodlash ketma-ketligini NCBI nr protein ma'lumotlar bazasi bilan solishtirish uchun NCBI BLASTX v. 2.2.31 plus dan foydalandik (2015 yil noyabrda kirgan)78. Biz TopGOv.2.30.1** dan quruvchi va yig'uvchi genlarni solishtirish uchun foydalandik; biz GO ierarxiyasini va haddan tashqari ko'rsatilgan atamalarni ko'rib chiqdik va grafik tasvirlarni yaratdik. Tahlil qilingan biologik jarayon (BP), uyali komponent (CC) va molekulyar funktsiya (MF) (qo'shimcha jadval S3).

JH va urocyte ma'lumotlar to'plamini yaratish. M. bellicosus shaxslari Komo milliy bog'idagi dalada to'plangan (yuqoriga qarang). Katta urotsitlarning aniq mavjudligi yoki yo'qligiga ko'ra, dalada urotsitlar miqdori yuqori yoki past deb baholandi. Ular termitlarning shaffof kutikulasi orqali yog 'tanasidagi oq "kristallar"/nuqtalar shaklida ko'rinadi. Xuddi shu shaxslardan JH o'lchovlari uchun gemolimfa namunalari olindi. Buning uchun ularning qorinlari pin bilan teshildi va chiqib ketgan gemolimfa tomchilari kalibrlangan shisha kapillyarlarga singdirildi (5 mkl bir martalik kapillyar pipetkalar, Neolab, Hirschmann, Eber-stadt, Germaniya) (batafsil ma'lumot uchun 35-ga qarang). JH o'lchovlari uchun 1 uL bo'lgan yakka shaxslarning gemolimfa alikotlari darhol 0,5 ml asetonitrilda eritildi. Ushbu namunalar -20 darajada (daladan laboratoriyaga tashishdan tashqari) teflon tiqinli vintli qopqoqli shisha flakonlarda saqlangan. Qolgan o'lgan shaxslar etanolda yoshni aniqlash uchun laboratoriyada parchalanuvchi mikroskop ostida mandibulaning aşınmasını o'rganish orqali saqlangan. Shunday qilib, biz faqat odamlarning yoshini bilib oldik va biz juda eski (juda eskirgan mandibulalar; asosan oziq-ovqat iste'mol qiluvchilar) yoki juda yosh (asosan foydalanilmayotgan mandibulalar; bir nechta quruvchilar) namunalarni rad etishga majbur bo'ldik. Bu bizning namunamiz hajmini kamaytirdi va noto'g'ri qildi, natijada biz 14 ta eski binoning kichik ishchilaridan va 3 ta eski oziq-ovqat izlovchi kichik ishchilardan gemolimfa namunalarini oldik. Har bir shaxs mustaqil namunani taqdim etish uchun boshqa koloniyadan kelib chiqqan.

JH suyuqlik fazasini ajratish protokoli8 asosida ³5 da ta'riflanganidek ekstraksiya qilindi. RIA protokoli, JHga xos antiserumning suyultirilishi, [10-3H(n)]-juvenil gormon III ning radioaktivlik kontsentratsiyasi (maxsus faollik 19,4). Ci/mmol Perkin Elmer Life Sciences, Waltham, MA) va standart egri diapazoni (50-10 ng) yorliqlanmagan balog'atga etmagan bolalar gormoni III (Fluka, Buchs, Shveytsariya) bilan xuddi oldingi tadqiqotimizdagi kabi o'rnatilgan35. Namunalarning JH titrlari standart egri chiziq qiymatlari (ImmunoAssay Calculations elektron jadvali, Bachem, Bubendorf, Shveytsariya) bo'yicha chiziqli bo'lmagan to'rt parametrli regressiya asosida hisoblangan va JH-III ekvivalentlari (pg/mkl gemolimfa) sifatida ifodalangan. JH-III termit korpus allata tomonidan ishlab chiqarilgan va gemolimfada aniqlangan yagona JH qismidir **

Oositlar va JH ma'lumotlar to'plamlari parametrik bo'lmagan statistika yordamida tahlil qilindi. Biz yig'uvchilar va quruvchilar o'rtasida oositlarning paydo bo'lish chastotasini kutilmagan holatlar tahlilidan foydalangan holda taqqosladik, yig'uvchilar va quruvchilar o'rtasidagi JH titrlarining miqdori esa Mann Uitni U-testi bilan tahlil qilindi. Barcha testlar ikki tomonlama bo'lib, statistik tahlillar IBM SPSS 23.082 yordamida amalga oshirildi. Biz G*Power 3.1.9.783.84 yordamida ularning kuchini sinab ko'rdik. Ma'lumotlar mavjudligi

Ushbu nashrda foydalanilgan ketma-ketlik ma'lumotlari PRJNA727164 qo'shilishi ostida NCBI SRA arxiviga saqlangan. Raqamlarni yaratish uchun ishlatiladigan ma'lumotlar ushbu maqolada keltirilgan.

Ushbu maqola https://doi.org/10.1038/s41598-021-97515-w dan olingan