异源六倍体燕麦及其祖先物种CLC基因家族的比较进化分析揭示耐盐候选基因

本研究系统分析了异源六倍体燕麦（Avena sativa）及其祖先物种中氯离子通道（CLC）基因家族的进化动态，通过全基因组复制（WGD）和分散复制（DSD）事件解析基因扩张机制，发现AsCLC11/13/25通过介导Cl-/H+逆向转运调控盐胁迫响应，为作物耐盐育种提供新靶点。

　　

Highlight

异源六倍体燕麦及其祖先物种CLC基因家族的比较进化分析揭示耐盐候选基因

Phylogenetic analysis and orthologous identification of the CLC gene family in nine Poaceae species

我们在9种禾本科植物中鉴定到144个CLC基因（图1A，表S3）。普通小麦（T. aestivum）含最多CLC基因，而栽培燕麦（A. sativa）的CLC基因数量略少于其祖先物种A. insularis和A. longiglumis的总和。系统发育树分析显示CLC家族可分为两大亚类：亚类A（含I、II亚组）和亚类B。

Discussion

CLC基因家族在原核和真核生物中高度保守，在阴离子转运和胁迫适应中起核心作用（Jentsch, 2008）。植物CLC蛋白通过调控Cl^-稳态缓解盐诱导的离子毒性（Miller, 2006）。本研究揭示了禾本科CLC基因的进化动态、基因丢失/复制模式，并通过实验验证了AsCLC基因在耐盐性中的功能，为作物遗传改良提供了新见解。

Conclusion

本研究全面解析了异源六倍体燕麦及其祖先CLC基因家族的进化与功能特征。通过整合基因复制、丢失和共线性分析，揭示了由分散复制（DSD）和全基因组复制（WGD）共同塑造的复杂进化历史。染色体重排和顺式调控元件侵蚀可能是燕麦多倍化过程中基因丢失的机制。