Neuroendocrine control of insect reproductive diapause and metamorphosis
Project goals
Insects are the most prolific group of animals on earth, and many cause concern as pests and disease vectors. Insect success relies on two hormonally regulated life strategies: development through metamorphosis and the capacity to postpone development or reproduction during adverse conditions (diapause). This project aims to discover how environmental cues in the brain translate into neuroendocrine signals that in turn control metamorphosis and reproduction. By utilizing the robust reproductive diapause of the linden bug, Pyrrhocoris apterus, we will find factors that convey perception of shortening daylength (advent of winter) to a shutdown of juvenile hormone secretion, leading to the reproductive arrest. To achieve this, we will analyze changes in the brain transcriptome in the course of experimentally controlled transition from reproduction to diapause. Selected regulatory genes will be functionally tested using RNAi. The results should explain, at the molecular level, how insects realize the decision between reproduction and diapause in response to changing external conditions.
Keywords
InsectsPhysiologyReproductionOogenesisMetamorphosisDiapausePhotoperiodJuvenile hormoneCorpora allataInsulinNeuropeptidesInsect brainTranscriptomicsReverse geneticsRNAi
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 19 (SGA0201500001)
Main participants
Biologické centrum AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
15-23681S
Alternative language
Project name in Czech
Neuroendokrinní regulace reprodukční diapauzy a metamorfózy hmyzu
Annotation in Czech
Hmyz je druhově nejpočetnější skupinou organismů na Zemi. Mnohé druhy významně škodí nebo přenášejí závažná onemocnění. Úspěšnost hmyzu závisí na dvou hormonálně podmíněných životních strategiích: vývoji přes metamorfózu a schopnosti pozastavit vývoj či rozmnožování za nepříznivých podmínek (diapauza). Cílem projektu je objevit, jak mozek zpracovává vnější podněty a jak tuto informaci převádí na neuroendokrinní signály, které pak metamorfózu a reprodukci řídí. S využitím robustní diapauzní odpovědi ruměnic (Pyrrhocoris apterus) určíme molekulární faktory, které převádějí vjem o zkracující se délce dne (příchod zimy) na zastavení produkce juvenilního hormonu, vedoucí k reprodukční diapauze. Abychom tyto faktory nalezli, porovnáme změny v transkriptomu mozku ruměnic v průběhu přechodu z reprodukční aktivity do diapauzy. Funkci vybraných genů v regulaci diapauzy ověříme pomocí interference RNA. Výsledky tohoto projektu by měly osvětlit způsob, jakým hmyz na molekulární úrovni realizuje rozhodnutí mezi rozmnožováním a diapauzou v závislosti na vnějších podmínkách.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
The authors investigated how insects regulate entry into the reproductive diapause that adapts to winter in response to reduced daylight, and discovered neuroendocrine signals that convert this sensory sensation in the brain into hormonal regulation of reproductive diapause and metamorphosis. The results were published in four very good journals Q1-Q2. The project was very well fulfilled.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2015
Realization period - end
Nov 29, 2019
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Mar 17, 2017
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP20-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Jul 2, 2020
Finance
Total approved costs
8,627 thou. CZK
Public financial support
8,627 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
8 627 CZK thou.
Public support
8 627 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
ED - Physiology
Solution period
01. 01. 2015 - 29. 11. 2019