课题基金 / 基金详情

日本弓背蚁不同品级外分泌腺形态、功能分化及生态适应性研究

批准号:
32071490
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
贺虹
依托单位:
学科分类:
行为生态学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
贺虹

项目摘要

结项摘要

贺虹的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
蚂蚁是高度进化的群居性社会昆虫,在漫长进化中产生了发达而多样的外分泌腺。这些腺体分泌的化学物质是蚁巢社群信息联系和劳动分工的重要基础。但关于蚁科昆虫外分泌腺的形态与功能分化研究非常有限,相关腺体在同种蚂蚁不同品级间的分化研究更是匮乏,尤其外分泌腺在大的地理空间尺度(不同气候带)的生态适应性演化还是未知。本项目拟在前期研究基础上,以在中国广泛分布且品级分化显著的日本弓背蚁为研究对象,对其不同品级的外分泌腺进行比较形态学和超微结构研究,明晰相关腺体在各个品级的形态分化;采用气相色谱-质谱联用技术对主要腺体的分泌物化学组成进行研究,明确主要腺体的特征性化学成分及变化规律;利用谱系地理学研究方法开展主要腺体的形态功能分化与气候、海拔、植被等地理环境间的联系,揭示其生态适应性演化特点和规律。研究结果有望为蚁科昆虫的劳动分工、品级分化、化学通讯及生态适应性演化机制研究提供新的重要信息。
英文摘要
Ants are the most highly eusocial insects which have a complicated system of exocrine glands over long evolution. The complex societies and labor division of ants rely on sophisticated chemical communication based on the amazing exocrine system. However, studies on morphological differentiation of exocrine glands in different ant species and even different castes within a species are quite limited, and particularly it remain unknown how exocrine glands adapt to the large geospatial scale (climate gradient) yet. For the current project we focus on the most common exocrine glands of a widespread ant species Camponotus japonicus (Formicidae, Formicinae) in China, which shows significant morphological diversification in workers. We are taking our work further to investigate the morphological differentiation and ultrastructure of the most common exocrine glands in different castes. The chemical components, bioactivity and functions of these exocrine glands will be investigated using GC-MS method combined with the application of multiple bioassays, in order to explore the characteristic components and dynamics of the excretion in main exocrine glands. The genealogical geography is used to investigate the relationship between the functional morphology of exocrine glands with the geographical conditions such as climate, elevation and vegetation, and to reveal their ecological adaptation in C. japonicus. The results will hopefully provide new information for studies on labor division, caste differentiation, chemical communication and ecological adaptation in ants.
本项目以中国广泛分布且品级分化显著的日本弓背蚁为研究对象,对其主要外分泌腺的形态及超微结构、分泌物化学组成以及与其种群遗传变异的关系进行了系统研究。在外分泌腺形态及超微结构方面,综合采用光学、扫描和透射电镜技术对其不同品级(大工蚁、小工蚁、带翅雌蚁、雄蚁、蚁后)头部的主要腺体(上颚腺、咽前腺、咽腺)和胸部的唇腺进行了研究,明确了这些腺体的形态特征、分泌细胞超微结构,以及与其职能分化的联系;发现了与下唇和下颚相连接的3个小腺体,其中后颏基腺、下颚柄节基腺为新发现的腺体;首次发现了小工蚁的唇腺具有异常肥大现象,并进一步对肥大唇腺产生的机制进行了研究,发现患病蚂蚁体内积累了更多的重金属,并伴随着其他形态上的改变,环境污染是造成这种现象的主要原因。在腺体分泌物化学祖成方面,采用气相色谱-质谱联用技术,结合正己烷萃取和SPME两种样品处理方法,对不同品级的上颚腺、毒腺、杜氏腺的化学组成进行了分析,发现这些腺体的化学组成呈现品级特异性,并解析了腺体的功能及其在不同品级间的分化,认为上颚腺的主要成分可以作为不同品级的化学分型标准;通过对雌性品级咽前腺的转录组和代谢组综合分析,发现其主要功能是分泌蛋白类化合物;咽腺分泌物和触角中的表皮碳氢化合物的组成和含量存在较大差异,咽腺可能不是日本弓背蚁表皮碳氢化合物释放的最终场所。雄蚁上颚腺在羽化初期分泌活动水平最高,随着年龄增长逐渐衰退;其他腺体的特征也随年龄的变化呈现不同的变化规律。最后,基于线粒体基因标记揭示了日本弓背蚁不同地理种群的遗传结构和进化历史,探讨了不同气候和环境条件下工蚁表型的适应性变化,揭示了不同地理种群工蚁主要外分泌腺形态与腺体内挥发性分泌物的变化特点,明确了不同种群间化学通讯的差异。研究结果为蚁科昆虫的劳动分工、品级分化、化学通讯及生态适应性演化机制提供了重要的信息。
嗜食蜜露蚂蚁的颊下囊、消化道形态特化及共生菌多样性研究
  • 批准号:
    32371566
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    贺虹
  • 依托单位:
不同食性蚂蚁颊下囊与消化道形态结构及细菌多样性比较研究
  • 批准号:
    31570388
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    贺虹
  • 依托单位:
日本弓背蚁-蚜虫消化道微生物区系及内共生菌相关性研究
  • 批准号:
    31070342
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    贺虹
  • 依托单位:
秦岭嗜菌性蚁科昆虫及其对真菌的利用方式研究
  • 批准号:
    30671691
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    贺虹
  • 依托单位:
国内基金
海外基金