非编码RNA调控真社会性昆虫品级分化和个体分工的研究进展

真社会性昆虫是最具代表性的表型可塑性的研究对象之一,其个体之间分工协作的社会性生活方式增强了整个群体的环境适应性和繁殖力。真社会性昆虫虽然具有相同的遗传背景,个体之间却表现出明显的品级分化和个体分工,这是由环境和遗传共同影响的。表观遗传被认为是应对环境条件下重塑基因表达的主要机制,非编码RNA作为一类广泛参与机体生命活动的不编码蛋白的功能性RNA,在真社会性昆虫的品级分化、个体分工等方面起着重要的调控作用。本文从微小RNA、长链非编码RNA、环状RNA、与PIWI蛋白相作用的RNA等非编码RNA,对蜜蜂、蚂蚁及白蚁等真社会性昆虫的非编码RNA调控机制研究进展进行了综述,以加深对真社会性昆虫内在遗传分子基础的理解和认识,也为害虫防治领域提供新的研发视角。

真社会性昆虫级型结构及寿命分化行为的表观遗传学研究进展

真社会性昆虫,如膜翅目(Hymenoptera)的蜜蜂、蚂蚁和黄蜂,以及蜚蠊目(Blattodea)的白蚁,尽管在一个群体中遗传背景和遗传基础一致,但它们在形态、行为及生活史上具有显著的多样性。大多数真社会性昆虫表现出不同的级型结构和寿命分化,在这些结构中王后往往比职虫的寿命更长,且繁殖能力仅由一个或几个王后拥有,而其他群体成员只能充当职虫。然而,在某些物种中,级型结构具有一定的可塑性,个体可以根据特定的环境线索从一个级型或行为表型切换到另一个级型或行为表型。由于不同的级型之间通常有共同的遗传背景,因此真社会性昆虫群体内的多样性很大程度上是由个体之间的基因转录差异造成的。这就意味着以修饰基因表达而不改变基因序列本身为特征的表观遗传机制可能在真社会性昆虫中发挥着重要作用。已有的证据表明,DNA/RNA甲基化、组蛋白翻译后修饰和非编码RNA等表观遗传调控机制在级型结构、寿命分化和衰老等多个方面影响真社会性昆虫。本文对这些表观遗传调控机制及其在昆虫中不同作用的研究进展进行了综述,以加深对真社会性昆虫起源及其行为演化的理解和认识。未来表观遗传调控机制可在抗衰老药物的研发、衰老相关疾病的治疗、减缓生物体的衰老进程等方面有潜在的应用价值。

容器形状和出口位置对台湾乳白蚁逃遁行为的影响

【目的】逃离危险对集群生活的动物来说是一项重要挑战。白蚁是真社会性昆虫,群体密度较大。因此,白蚁可能进化出了特殊的策略集体逃离危险情境。【方法】本研究比较了实验室条件下台湾乳白蚁Coptotermes formosanus工蚁在不同形状容器(没有出口的圆形和方形容器)的逃遁行为,并调查了在有出口的情况下,台湾乳白蚁工蚁从圆形容器边缘、方形容器直角处和方形容器直角边中间的撤离效率。【结果】在没有出口的情况下,受惊的台湾乳白蚁立即移动到圆形或方形容器的边缘区域并沿着容器的壁移动。然而,在方形容器的直角处,逃遁的台湾乳白蚁工蚁形成明显的堵塞(直角附近的白蚁密度显著高于其他区域,而移动速度显著低于其他区域的白蚁)。当容器上有出口时,大部分台湾乳白蚁工蚁分散在容器边缘,因此在出口位置周围未发现明显的堵塞。有趣的是,台湾乳白蚁工蚁逃出有出口的圆形容器的时间与从出口在直角附近的方形容器的无显著差异,但其从出口在直角边中间的方形容器的逃出时间更长。【结论】研究结果表明容器形状与出口位置均对台湾乳白蚁工蚁的逃遁行为与撤离效率造成影响。此外,白蚁使用了特殊的策略来避免多见于其他群居动物(如人类、小鼠等)的“快即慢”效应。由于白蚁工蚁没有视觉,研究白蚁的逃遁策略可为人群如何高效撤离可视度较低的危险环境提供启示。