The insect olfactory system plays pivotal roles in insect survival and reproduction through odor detection. Morphological and physiological adaptations are caste-specific and evolved independently in workers, soldiers, and reproductives in termites. However, it is unclear whether the olfactory system is involved in the division of labor in termite colonies. In the present study, the antennal sensilla of alates, workers, soldiers, nymphs, and larvae of the termite Reticulitermes aculabialis Tsai et Hwang ( Isoptera: Rhinotermitidae) were investigated. Transcriptomes were used to detect olfactory genes, and differential expression levels of olfactory genes were confirmed in various castes by qRT–PCR analysis. Nine types of sensilla were identified on the antennae of R. aculabialis, and soldiers possessed all 9 types. In 89,475 assembled unigenes, we found 16 olfactory genes, including 6 chemosensory protein (CSP) and 10 odorant-binding protein (OBP) genes. These OBP genes included 8 general odorant-binding protein genes (GOBPs) and 2 pheromone-binding protein-related protein (PBP) genes. Five CSP genes were more highly expressed in alates than in workers, soldiers, larvae, and nymphs, and the expression levels of CSP6 were significantly higher in nymphs. Seven GOBP and two PBP genes exhibited significantly higher expression levels in alates, and there were no significant differences in the expression levels of GOBP2 among workers, soldiers, alates, and larvae. These results suggest that alates, as primary reproductives, have unique expression patterns of olfactory genes, which play key roles in nuptial flight, mate seeking, and new colony foundation.

中文翻译：

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下白蚁Reticulitermes aculabialis (Isoptera: Rhinotermitidae) 嗅觉基因的触角感受器和表达模式

昆虫嗅觉系统通过气味检测在昆虫生存和繁殖中发挥着关键作用。形态和生理适应是种姓特异性的，在白蚁的工人、士兵和生殖器中独立进化。然而，尚不清楚嗅觉系统是否参与了白蚁群落的分工。在本研究中，研究了白蚁Reticulitermes aculabialis Tsai et Hwang (Isoptera: Rhinotermitidae)的白蚁、工蚁、士兵、若虫和幼虫的触角感受器。转录组用于检测嗅觉基因，并通过qRT-PCR分析证实了不同种姓中嗅觉基因的差异表达水平。R. aculabialis的触角上鉴定出9种感受器，士兵拥有全部9种感受器。在 89,475 个组装的 unigenes 中，我们发现了16个嗅觉基因，包括6个化学感应蛋白（CSP）和10个气味结合蛋白（OBP）基因。这些OBP基因包括8个一般气味结合蛋白基因（GOBPs）和2个信息素结合蛋白相关蛋白（PBP）基因。5 个 CSP 基因在 alates 中的表达高于工人、士兵、幼虫和若虫，CSP6 的表达水平在若虫中显着升高。7 个 GOBP 和 2 个 PBP 基因在 alates 中表现出显着较高的表达水平，并且 GOBP2 在工人、士兵、 alates 和幼虫中的表达水平没有显着差异。这些结果表明，作为初级生殖的alates具有独特的嗅觉基因表达模式，这些基因在婚礼飞行、寻找配偶和新的群体建立中起关键作用。包括 6 个化学感应蛋白 (CSP) 和 10 个气味结合蛋白 (OBP) 基因。这些OBP基因包括8个一般气味结合蛋白基因（GOBPs）和2个信息素结合蛋白相关蛋白（PBP）基因。5 个 CSP 基因在 alates 中的表达高于工人、士兵、幼虫和若虫，CSP6 的表达水平在若虫中显着升高。7 个 GOBP 和 2 个 PBP 基因在 alates 中表现出显着较高的表达水平，并且 GOBP2 在工人、士兵、 alates 和幼虫中的表达水平没有显着差异。这些结果表明，作为初级生殖的alates具有独特的嗅觉基因表达模式，这些基因在婚礼飞行、寻找配偶和新的群体建立中起关键作用。包括 6 个化学感应蛋白 (CSP) 和 10 个气味结合蛋白 (OBP) 基因。这些OBP基因包括8个一般气味结合蛋白基因（GOBPs）和2个信息素结合蛋白相关蛋白（PBP）基因。5 个 CSP 基因在 alates 中的表达高于工人、士兵、幼虫和若虫，CSP6 的表达水平在若虫中显着升高。7 个 GOBP 和 2 个 PBP 基因在 alates 中表现出显着较高的表达水平，并且 GOBP2 在工人、士兵、 alates 和幼虫中的表达水平没有显着差异。这些结果表明，作为初级生殖的alates具有独特的嗅觉基因表达模式，这些基因在婚礼飞行、寻找配偶和新的群体建立中起关键作用。这些OBP基因包括8个一般气味结合蛋白基因（GOBPs）和2个信息素结合蛋白相关蛋白（PBP）基因。5 个 CSP 基因在 alates 中的表达高于工人、士兵、幼虫和若虫，CSP6 的表达水平在若虫中显着升高。7 个 GOBP 和 2 个 PBP 基因在 alates 中表现出显着较高的表达水平，并且 GOBP2 在工人、士兵、 alates 和幼虫中的表达水平没有显着差异。这些结果表明，作为初级生殖的alates具有独特的嗅觉基因表达模式，这些基因在婚礼飞行、寻找配偶和新的群体建立中起关键作用。这些OBP基因包括8个一般气味结合蛋白基因（GOBPs）和2个信息素结合蛋白相关蛋白（PBP）基因。5 个 CSP 基因在 alates 中的表达高于工人、士兵、幼虫和若虫，CSP6 的表达水平在若虫中显着升高。7 个 GOBP 和 2 个 PBP 基因在 alates 中表现出显着较高的表达水平，并且 GOBP2 在工人、士兵、 alates 和幼虫中的表达水平没有显着差异。这些结果表明，作为初级生殖的alates具有独特的嗅觉基因表达模式，这些基因在婚礼飞行、寻找配偶和新的群体建立中起关键作用。5 个 CSP 基因在 alates 中的表达高于工人、士兵、幼虫和若虫，CSP6 的表达水平在若虫中显着升高。7 个 GOBP 和 2 个 PBP 基因在 alates 中表现出显着较高的表达水平，并且 GOBP2 在工人、士兵、 alates 和幼虫中的表达水平没有显着差异。这些结果表明，作为初级生殖的alates具有独特的嗅觉基因表达模式，这些基因在婚礼飞行、寻找配偶和新的群体建立中起关键作用。5 个 CSP 基因在 alates 中的表达高于工人、士兵、幼虫和若虫，CSP6 的表达水平在若虫中显着升高。7 个 GOBP 和 2 个 PBP 基因在 alates 中表现出显着较高的表达水平，并且 GOBP2 在工人、士兵、 alates 和幼虫中的表达水平没有显着差异。这些结果表明，作为初级生殖的alates具有独特的嗅觉基因表达模式，这些基因在婚礼飞行、寻找配偶和新的群体建立中起关键作用。GOBP2的表达水平在工兵、兵士、幼虫和幼虫之间无显着差异。这些结果表明，作为初级生殖的alates具有独特的嗅觉基因表达模式，这些基因在婚礼飞行、寻找配偶和新的群体建立中起关键作用。GOBP2的表达水平在工兵、兵士、幼虫和幼虫之间无显着差异。这些结果表明，作为初级生殖的alates具有独特的嗅觉基因表达模式，这些基因在婚礼飞行、寻找配偶和新的群体建立中起关键作用。