Hemimetabolous genomes reveal molecular basis of termite eusociality.
Hemimetabolous genomes reveal molecular basis of termite eusociality.
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半代谢基因组揭示了白蚁界面的分子基础。
DOI：
10.1038/s41559-017-0459-1
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发表时间：
2018-03
影响因子：
16.8
通讯作者：
Bornberg-Bauer E
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Harrison MC;Jongepier E;Robertson HM;Arning N;Bitard-Feildel T;Chao H;Childers CP;Dinh H;Doddapaneni H;Dugan S;Gowin J;Greiner C;Han Y;Hu H;Hughes DST;Huylmans AK;Kemena C;Kremer LPM;Lee SL;Lopez-Ezquerra A;Mallet L;Monroy-Kuhn JM;Moser A;Murali SC;Muzny DM;Otani S;Piulachs MD;Poelchau M;Qu J;Schaub F;Wada-Katsumata A;Worley KC;Xie Q;Ylla G;Poulsen M;Gibbs RA;Schal C;Richards S;Belles X;Korb J;Bornberg-Bauer E
大约1.5亿年前，白蚁从蟑螂体内进化而来，比蜜蜂和蚂蚁等真社会膜翅目的出现早了5000万年。在这里，我们报告了德国小蟑螂2-GB基因组和干材白蚁Cryptotermes Secundus 1.3-GB基因组。我们通过将三种白蚁和蟑螂的基因组和转录本与其他16种共生和非共生昆虫的背景进行比较，展示了白蚁共生的进化特征。白蚁产生和感知信息素的基因发生了戏剧性的适应性变化，证实了白蚁化学交流的重要性。这些都伴随着基因调控和种姓决定的分子进化的重大变化。这些结果中的许多都与膜翅目共生社会进化的分子机制平行。然而，具体的解决方案明显不同，从而揭示了在生物复杂性的主要进化转变之一中收敛的显著案例。
Around 150 million years ago, eusocial termites evolved from within the cockroaches, 50 million years before eusocial Hymenoptera, such as bees and ants, appeared. Here, we report the 2-Gb genome of the German cockroach, Blattella germanica, and the 1.3-Gb genome of the drywood termite Cryptotermes secundus. We show evolutionary signatures of termite eusociality by comparing the genomes and transcriptomes of three termites and the cockroach against the background of 16 other eusocial and non-eusocial insects. Dramatic adaptive changes in genes underlying the production and perception of pheromones confirm the importance of chemical communication in the termites. These are accompanied by major changes in gene regulation and the molecular evolution of caste determination. Many of these results parallel molecular mechanisms of eusocial evolution in Hymenoptera. However, the specific solutions are remarkably different, thus revealing a striking case of convergence in one of the major evolutionary transitions in biological complexity.
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