全基因组视角：对FIG超家族的全面分析揭示了其在小麦中的进化、扩展及环境适应机制

《BMC Plant Biology》：A pan-genomic perspective: comprehensive dissection of the FIG superfamily unravels its evolution, expansion, and environmental adaptation in wheat

　　

摘要

背景

作为全球重要的粮食作物，小麦在提高产量的过程中面临着人口增长和农业环境恶化双重压力。FIG超家族的成员与植物中的光合作用碳代谢及应激反应途径密切相关。

研究结果

在本研究中，我们首次进行了系统性的全基因组分析，以探究小麦中FIG超家族的进化与功能。研究结果表明，该家族在植物从水生环境向陆生环境、从低等形态向高等形态进化的过程中经历了显著扩张，从系统发育模式来看，其功能分化似乎早于绿藻阶段。该家族的成员主要源自三个祖先物种，其扩张主要由全基因组复制驱动。大多数成员受到纯化选择的作用，而TaVTC4-4B则经历了正向选择。该基因在绿色组织中持续高表达，其启动子区域富含与光响应、JA/ABA信号传导以及应激反应相关的顺式调控元件。表达分析显示，该基因对盐分胁迫具有很强的响应性。

结论

本研究阐明了小麦FIG超家族的进化轨迹与功能特征，为未来通过遗传手段提升小麦的光合效率及抗逆性奠定了理论基础。