Molekulare Grundlagen der reproduktiven Arbeitsteilung und Kastendifferenzierung bei basalen Termiten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Soziale Insekten sind bekannt für ihr Kastensystem. Aus Individuen mit derselben genetischen Ausstattung können sich einerseits hoch reproduktive Königinnen und andererseits Arbeiter und z.T. Soldaten entwickeln, die altruistisch die Brut pflegen und beschützen. Die molekulargenetischen Grundlagen dieser reproduktiven Arbeitsteilung sind wenig verstanden. Die bestuntersuchten Beispiele sind die Honigbiene und einige Ameisenarten. Ziel unseres Projekts war es, Einblicke in die genetische Architektur der reproduktiven Arbeitsteilung bei Termiten zu bekommen, die ihre soziale Lebensweise konvergent zu diesen sozialen Hymenopteren evolvierten. Damit sollen Aufschlüsse darüber gewonnen werden, inwieweit ähnliche Anpassungen auf den gleichen genetischen Mechanismen beruhen. Wir konnten bei verschiedenen Termitenarten Gene identifizieren, die Königinnen-spezifisch hochreguliert sind. Diese Gene waren z.T über die verschiedenen Taxa hinweg konserviert. An ausgewählten Beispielen konnten wir funktional zeigen, dass die starke Expression dieser Gene essenziell für die reproduktive Dominanz der Königin ist. Für ein Gen gelang es uns, den Weg von der Genexpression zur Regulation der reproduktiven Arbeitsteilung aufzuzeigen. Hier konnten wir erstmalig demonstrieren, wie differenzielle Genexpression in einer Termite über Hormone und chemische Pheromon-Signale die Reproduktion anderer Individuen beeinflusst und damit reproduktiven Altruismus kontrolliert. Unsere Ergebnisse liefern Einblicke in die molekularen Regelmechanismen sozialen Verhaltens. Sie können zudem in einer gezielten biologischen Schädlingsbekämpfung Anwendung finden, in dem man die soziale Regulation stört.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2007) Molecular basis for the reproductive division of labour in a lower termite, BMC Genomics, 8, 198
Weil T., Rehli M. & Korb J.
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(2009) A gene necessary for reproductive suppression in termites. Science, 324, 758-758
Korb J., Weil T., Hoffmann K., Foster K. R. & Rehli M.
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(2009) Comparison of queen-specific gene expression in related lower termite species. Mol Biol Evol, 26, 1841-1850
Weil T., Korb J. & Rehli M.
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(2009) Endocrine signatures underlying plasticity in postembryonic development of a lower termite, Cryptotermes secundus (Kalotermitidae). Evol Dev, 11, 269-277
Korb J., Hoffmann K. & Hartfelder K.
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(2009) Scent of a queen - cuticular hydrocarbons specific for female reproductives in lower termites. Naturwissenschaften, 96, 315-319
Weil T., Hoffmann K., Kroiss J., Strohm E. & Korb J.
