Evolution of Olfaction in Bark Beetles and Termites: Gene families and odorant receptor characterization

Johny, Jibin

EN SKPřihlásit se Přihlásit se (EduID)

Theses.cz

Theses 1r1xz9

Evolution of Olfaction in Bark Beetles and Termites: Gene families and odorant receptor characterization – Jibin Johny

Jibin Johny

Disertační práce

Evolution of Olfaction in Bark Beetles and Termites: Gene families and odorant receptor characterization

Abstract:

Evolution is the central theme of biology, representing organismal variations in various contexts, from the molecular level to social behavior. The current research explores the variations in the context of the sense of smell, i.e., the evolution of olfaction in two wood-boring insects: bark beetles (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae) and termites (Blattodea: Isoptera). Both have a critical impact on forests and wood structures (Biedermann et al., 2019; Bordereau and Pasteels, 2010) as engineers of the ecosystem and use volatile cues of remarkable diversity for their survival and host selection (Biedermann et al., 2019). In bark beetles, a rapid ‘switching on and switching off’ of specific aggregation pheromone components was observed across Scolytinae (Symonds and Elgar, 2004, 2008; Raffa et al., 2016). Similarly, in termites, a shift from branched primary alcohols and aldehydes to unsaturated primary alcohols was observed in trail-following pheromones from basal to derived lineages (Bordereau and Pasteels, 2010). As such changes in pheromone composition were highly conserved across species, the current research hypothesizes rapid heritable changes in their olfactory perception at the molecular level, i.e., in the expression and function of odorant receptors. To extend our current knowledge on the evolution of olfaction (Hansson and Stensmyr, 2011; Hansson and Wicher, 2016; Thoma et al., 2019) and to test the hypothesis, we expanded the gene tree by identifying chemosensory gene families from three termites and two bark beetle species. The gene families were identified by using antennal transcriptome sequencing and annotations. The phylogenetic analysis revealed the diversification of these gene families. The Drosophila transgenic expression system was used for the functional characterization of odorant receptors. The study reports the multi-step origin of odorant receptors in insects and highlights the standing genetic variations in bark beetle odorant receptors as a possible source of olfactory adaptation. Here, I report the first population-level functional polymorphism in insects other than Drosophila by characterizing two variants of a bark beetle pheromone receptor. The structural predictions conclude that mutations outside the ligand binding sites could alter the ligand selectivity of the receptor. Further research is needed to extend the significance of identified molecular and functional variations to possible olfactory adaptations in the population. Similar functional evolution of termite pheromone receptors is also being explored. …více

Keywords

Bark beetles termites olfactory adaptation functional evolution pheromone receptors forest pest functional polymorphisms

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 4. 10. 2024

Obhajoba závěrečné práce

Vedoucí: Amit Roy, Ph.D.
Oponent: Eloy Fernández Cusimamani, Ph.D., prof. Ing., Nicolas Montagné, externi, Binu Antony, externi

Citační záznam

Citovat tuto práci

Citace dle ISO 690:

JOHNY, Jibin. \textit{Evolution of Olfaction in Bark Beetles and Termites: Gene families and odorant receptor characterization}. Online. Disertační práce. Praha: Česká zemědělská univerzita v Praze, Fakulta lesnická a~dřevařská. 2024. Dostupné z: https://theses.cz/id/1r1xz9/.

@PhdThesis{Johny2024thesis,
AUTHOR = "Johny, Jibin",
TITLE = "Evolution of Olfaction in Bark Beetles and Termites: Gene families and odorant receptor characterization [online]",
YEAR = "2024 [cit. 2026-09-24]",
TYPE = "Disertační práce",
SCHOOL = "Česká zemědělská univerzita v Praze, Fakulta lesnická a dřevařskáPraha",
NOTE = "SUPERVISOR: Amit Roy, Ph.D.",
URL = "https://theses.cz/id/1r1xz9/",
}

@PhdThesis{Johny2024thesis,
AUTHOR = {Johny, Jibin},
TITLE = {Evolution of Olfaction in Bark Beetles and Termites: Gene families and odorant receptor characterization},
YEAR = {2024},
TYPE = {Disertační práce},
INSTITUTION = {Česká zemědělská univerzita v Praze, Fakulta lesnická a dřevařská},
LOCATION = {Praha},
SUPERVISOR = {Amit Roy, Ph.D.},
URL = {https://theses.cz/id/1r1xz9/},
URL_DATE = {2026-09-24},
}

{{Citace kvalifikační práce
 | příjmení = Johny
 | jméno = Jibin
 | instituce = Česká zemědělská univerzita v Praze, Fakulta lesnická a dřevařská
 | titul = Evolution of Olfaction in Bark Beetles and Termites: Gene families and odorant receptor characterization
 | url = https://theses.cz/id/1r1xz9/
 | typ práce = Disertační práce
 | vedoucí = Amit Roy, Ph.D.
 | rok = 2024
 | počet stran =
 | strany =
 | citace = 2026-09-24
 | poznámka =
 | jazyk = 
}}

Plný text práce

Obsah online archivu závěrečné práce

Zveřejněno v Theses:

světu

Jak jinak získat přístup k textu

Instituce archivující a zpřístupňující práci: Česká zemědělská univerzita v Praze, Fakulta lesnická a dřevařská

Odkaz na adresář do lokálního úložiště instituce

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta lesnická a dřevařská

Doktorský studijní program / obor:
Forestry Engineering / Forest Biology

Práce na příbuzné téma

Genomics of termites and their symbiotic microorganisms
Tereza Beránková
The effect of tropical land use change on soil-dwelling ants and termites, their interaction and on ecosystem processes they affect
Jiří TŮMA
Evolutionary Ecology of Termites
Petr Stiblík
Evolution of cephalic glands in termites
Barbora Křížková

Název

Vložil

Vloženo

Práva

Theses 1r1xz9 1r1xz9/2

3. 10. 2024

Složky

Soubory

thesis zaverecna_prace.pdf_

Mach, J.

3. 10. 2024

Přidání souboru

Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.
Další operace se soubory

Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.
Pohled pro experty

Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.
Vyhledávání souborů

Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.
Rychlý přístup k souborům

Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.

Evolution of Olfaction in Bark Beetles and Termites: Gene families and odorant receptor characterization – Jibin Johny

Jibin Johny

Disertační práce

Evolution of Olfaction in Bark Beetles and Termites: Gene families and odorant receptor characterization

Abstract:

Keywords

Obhajoba závěrečné práce

Citační záznam

Citace dle ISO 690:

Plný text práce

Obsah online archivu závěrečné práce

Jak jinak získat přístup k textu

Česká zemědělská univerzita v Praze

Práce na příbuzné téma

Složky

Soubory

Přidání souboru

Další operace se soubory

Pohled pro experty

Vyhledávání souborů

Rychlý přístup k souborům