谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因的表達(dá)分析

杜曉芬，韓康妮，李禹欣，王智蘭，連世超，王 軍

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)谷子研究所，雜糧種質(zhì)創(chuàng)新與分子育種山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，雜糧種質(zhì)資源發(fā)掘與遺傳改良山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西長治 046011）

SBP（Squamosa promoter binding protein）轉(zhuǎn)錄因子是植物中一類重要的轉(zhuǎn)錄因子，又被命名為SPL（Squamosa promoter binding protein like），最早從金魚草中鑒定出來，因其能夠特異識別和結(jié)合花分生組織特征基因SQUAMOSA（SQUA）的啟動子區(qū)而得名[1]。該基因家族由多個(gè)成員組成，盡管SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族成員在蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)上存在較大差異，但是均含有一個(gè)由79 個(gè)氨基酸殘基組成的高度保守的DNA 結(jié)構(gòu)域，稱為SBP 結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)域包含2 個(gè)典型的由半胱氨酸（Cys）和組氨酸（His）殘基組成的鋅指基序結(jié)構(gòu)（Cys-Cys-His-Cys 和Cys-Cys-Cys-His）[2]，在結(jié)構(gòu)域的C 端具有保守的核定位信號，能夠引導(dǎo)SBP 蛋白進(jìn)入細(xì)胞核行使其功能[3]。

目前，SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因已經(jīng)在擬南芥[4]、水稻[5]、番茄[6]、玉米[7-8]、棉花[9-10]、高粱[11]、油菜[12]、大豆[13]、蕎麥[14]、桑樹[15]和小麥[16]等多種植物中進(jìn)行了鑒定和分析。其中禾本科作物中，高粱鑒定的數(shù)量最少（18 個(gè)），小麥數(shù)量最多（56 個(gè)）。研究表明，SBP轉(zhuǎn)錄因子家族基因參與植物形態(tài)建成。擬南芥中，AtSPL3 促進(jìn)開花，同時(shí)調(diào)控花和花序發(fā)育[17]，AtSPL9和AtSPL10 能夠降低葉片生產(chǎn)速率，導(dǎo)致葉片數(shù)量減少，葉面積增大[18]，AtSPL3、AtSPL4 和AtSPL5 促進(jìn)葉片遠(yuǎn)軸面表皮毛的形成[19]；水稻中，OsSPL14 是控制水稻株型的關(guān)鍵基因，調(diào)控水稻的分蘗、花序分枝、穗粒數(shù)以及千粒質(zhì)量[20-21]，OsSPL13 正調(diào)控谷殼中的細(xì)胞大小，從而提高水稻的粒長和產(chǎn)量[22]，OsSPL3/OsSPL12 調(diào)控水稻不定根的發(fā)生[23]；玉米中，SBP 轉(zhuǎn)錄因子tga1（teosinte glume architecture）是玉米進(jìn)化過程中的一個(gè)關(guān)鍵基因，對籽粒外面硬殼的生長發(fā)育具有調(diào)控作用[24]，LG1（liguleless1）與葉舌和葉耳的發(fā)育密切相關(guān)[25]，ZmSPL10/14/26 在葉片表皮毛和氣孔的發(fā)育中發(fā)揮關(guān)鍵作用[26]。另外，SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因在激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和逆境脅迫應(yīng)答中也發(fā)揮重要作用。AtSPL8 參與GA 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，調(diào)控花藥發(fā)育、種子萌發(fā)和根系伸長[27]，AtSPL7 在維持銅穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮重要作用[28]，OsSPL10 參與水稻幼苗耐鹽性的調(diào)控[29]。

microRNA（miRNA）是一類在動植物中廣泛分布的長度在20～24 nt 的非編碼小RNA，通過對靶基因進(jìn)行降解或者抑制翻譯，進(jìn)而降低靶基因的表達(dá)[30]。現(xiàn)有研究結(jié)果表明，一些SBP 基因是miR156 和miR529 的靶基因[5，31]，擬南芥通過miR156/miR529-SPLs 模塊調(diào)控開花[32-33]，水稻通過miR156/miR529-SPLs 模塊調(diào)控分蘗、株高、穗型和籽粒發(fā)育等[34-36]。

谷子（Setaria italica）起源于我國，具有抗旱耐瘠、營養(yǎng)均衡、糧飼兼用、C4 高光效等特點(diǎn)，是旱作生態(tài)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的主栽作物[37]，谷子的抗旱、耐逆及高光效特性不斷引起科學(xué)家和育種家的關(guān)注，已經(jīng)成為功能基因組研究的模式作物之一[38]。SBP轉(zhuǎn)錄因子家族基因具有植物生長發(fā)育和逆境脅迫響應(yīng)相關(guān)元件[7，10]，谷子中目前鑒定出19 個(gè)SBP基因[39]，但是并沒有對表達(dá)模式進(jìn)行深入研究。目前，SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因在谷子組織器官以及響應(yīng)激素和脅迫處理后的表達(dá)模式還沒有見詳細(xì)報(bào)道。

本研究擬通過分析谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因在不同組織器官中以及在激素和脅迫處理后的表達(dá)模式，探究該家族基因?qū)χ参锛に睾湍婢趁{迫的響應(yīng)模式，為全面解析谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因的生物學(xué)功能提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用的谷子品種是長農(nóng)35 號，由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)谷子研究所提供。

1.2 試驗(yàn)方法

將長農(nóng)35 號種植于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)谷子研究所試驗(yàn)田，種植6 行，行長4.5 m，行間距33 cm，于苗期（三葉一心）采集新出葉片、于孕穗期采集長度1.5、2.5、10.0 cm 的幼穗（記為幼穗1、幼穗2、幼穗3）和倒二莖、于抽穗期采集根和旗葉，上述樣品經(jīng)液氮速凍后，立即放入-80 ℃超低溫冰箱保存，用于谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因的組織器官表達(dá)分析。選擇飽滿的種子播于營養(yǎng)缽（營養(yǎng)土∶蛭石＝1∶1（V/V）），放置于光照培養(yǎng)箱（RTOP-268Y）中，生長條件為光照16 h、溫度30 ℃，黑暗8 h、溫度25 ℃。生長至兩葉一心時(shí)進(jìn)行生長素（IAA，5 μmol/L）、赤霉素（GA3，100μmol/L）、茉莉酸甲酯（MeJA，100μmol/L）、脫落酸（ABA，100 μmol/L）、干旱（20%PEG）和冷脅迫（4 ℃）處理，每處理3 次重復(fù)，分別采集對照植株和處理后1、3、6、12 h 的植株葉片，液氮速凍后，放入-80 ℃超低溫冰箱保存，用于谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因在不同激素和逆境脅迫處理的表達(dá)分析。

1.3 總RNA 提取及cDNA 合成

總RNA 提取參照RNAisoPlus（9108，TAKARA）說明書進(jìn)行，提取檢測合格的RNA 采用PrimeScript II 1st strand cDNA synthesis kit（6210A，TAKARA）合成cDNA，反應(yīng)體系和程序參考試劑盒說明書。

1.4 熒光實(shí)時(shí)定量（Real-time PCR）分析

1.4.1 引物設(shè)計(jì) 根據(jù)宋健等[39]報(bào)道的谷子中19 個(gè)SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因的ID 號，從Phytozome 數(shù)據(jù)庫（https://phytozome.jgi.doe.gov/pz/portal.html）分別下載CDS 序列，利用Primer 5.0 軟件設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)定量引物（表1）。

表1 實(shí)時(shí)定量PCR 的引物信息

1.4.2 反應(yīng)體系及程序 熒光實(shí)時(shí)定量通過CFX96 Real-time PCR 儀（Bio-Rad）采集數(shù)據(jù)，擴(kuò)增體系為：cDNA 模板1.0 μL，TB Green Premix Ex TapⅡ（RR820A，北京寶生物技術(shù)有限公司）5.0 μL，上下游引物（4 μmol/L）1.0 μL，補(bǔ)充ddH2O 至10 μL。擴(kuò)增程序?yàn)椋侯A(yù)變性95 ℃3 min；95 ℃10 s，60 ℃30 s，72 ℃30 s，40 個(gè)循環(huán)；終延伸72 ℃10 min。依據(jù)C＝2-ΔCt（ΔCt＝Ct目的基因－Ct內(nèi)參基因）計(jì)算基因的相對表達(dá)量。采用SPSS 19 軟件中單因素方差分析方法進(jìn)行相對表達(dá)量顯著性差異檢測。

1.5 利用轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)對SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因進(jìn)行表達(dá)分析

根據(jù)宋健等[39]報(bào)道的谷子中19 個(gè)SiSBPs 的ID 號，從Phytozome 數(shù)據(jù)庫（https://phytozome.jgi.doe.gov/pz/portal.html）逐一下載對應(yīng)的氨基酸序列，從MDSi 數(shù)據(jù)庫（http://foxtail-millet.biocloud.net/home）搜索其對應(yīng)的基因號，然后搜索其在晉谷21 號中不同組織器官中的FPKM（Fragments per kilobase million）值，利用TBtools 軟件[40]將表達(dá)數(shù)據(jù)可視化，獲得19 個(gè)SiSBPs 在晉谷21 號不同組織器官中的表達(dá)熱圖。

1.6 啟動子順式作用元件分析

通過Phytozome 數(shù)據(jù)庫分別下載19 個(gè)SiSBPs基因1500bp 啟動子區(qū)序列（起始密碼子ATG上游），利用PlantCARE（http://bioinformatics.psb.ugent.be/we btools/plantcare/html/）分析基因的順式作用元件。

1.7 谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因中miR156 和miR529 靶基因預(yù)測

利 用psRNATarget server（http://plantgrn.noble.org/psRNATarget/?function=3）[41]搜索谷子19 個(gè)SiSBPs 基因全長cDNA 序列中的miR156 和miR529 靶基因位點(diǎn)，miR156a-miR156k 和miR529a-miR529b序列參考文獻(xiàn)[42]，所有參數(shù)為默認(rèn)參數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫中谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因在不同組織器官中的表達(dá)分析

為探究SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因在谷子中的表達(dá)模式，利用MDSi 數(shù)據(jù)庫中晉谷21 號的19 個(gè)組織器官的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，對SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因的表達(dá)模式進(jìn)行了分析，結(jié)果表明（圖1），SiSBP1、SiSBP8、SiSBP10、SiSBP13、SiSBP14、SiSBP16 和SiSBP17 整體表達(dá)水平較低；SiSBP9、SiSBP14 和SiSBP19 表現(xiàn)為組成型表達(dá)，其中，SiSBP19 表達(dá)量相對較高，SiSBP14 表達(dá)量相對較低；另外，一些基因的表達(dá)具有組織特異性或發(fā)育時(shí)期特異性，例如SiSBP16 在灌漿期的根（T10）中特異表達(dá)，SiSBP10在萌發(fā)3 d 的種子（T1）和兩葉一心期植株（T2）中特異表達(dá)，SiSBP6 和SiSBP15 在灌漿期穗下節(jié)、旗葉、旗葉葉鞘和莖（T4～T7）中相對高表達(dá)，SiSBP18在孕穗期小穗（T11～T12）和灌漿期種子（T13～T17）相對高表達(dá)。

2.2 谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因的組織器官表達(dá)分析

為進(jìn)一步了解谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因的表達(dá)模式，本研究采用實(shí)時(shí)定量PCR 對19 個(gè)SiSBPs在長農(nóng)35 號不同組織器官（幼葉、旗葉、莖、根、幼穗1.5 cm、幼穗2.5 cm 和幼穗10.0 cm）的表達(dá)模式進(jìn)行了分析。結(jié)果表明（圖2），SiSBP11、SiSBP17 和SiSBP18 的總體表達(dá)水平低于其他基因；SiSBP2、SiSBP18 和SiSBP19 表現(xiàn)為組成型表達(dá)。SiSBP2、SiSBP12、SiSBP18 和SiSBP19 在幼葉中相對高表達(dá)；SiSBP9、SiSBP13 和SiSBP15 在旗葉中相對高表達(dá)；SiSBP11 在莖中相對高表達(dá)；SiSBP1、SiSBP3、SiSBP4、SiSBP5、SiSBP6、SiSBP7、SiSBP8、SiSBP10、SiSBP14、SiSBP16 和SiSBP17 在幼穗中相對高表達(dá)。

2.3 谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因的順式作用元件分析

為更好地了解谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因在逆境脅迫響應(yīng)過程中的作用，本研究對19 個(gè)SiSBPs起始密碼子上游1 500 bp 啟動子區(qū)進(jìn)行順式作用元件分析（表2），除轉(zhuǎn)錄和光響應(yīng)等必需順式作用元件外，大部分SiSBPs 還存在激素和逆境脅迫響應(yīng)等順式作用元件。其中，除SiSBP5、SiSBP11、SiSBP12外，其余16 個(gè)SiSBPs 啟動子區(qū)都含有脫落酸響應(yīng)元件（ABRE）；除SiSBP1、SiSBP6、SiSBP10、SiSBP13、SiSBP16、SiSBP18 外，其余13 個(gè)SiSBPs 啟動子區(qū)都含有茉莉酸甲酯響應(yīng)元件（CGTCA-motif和TGACGmotif）；生長素響應(yīng)元件（AuxRR-core 和TGA-element）分布于SiSBP1、SiSBP2、SiSBP3、SiSBP4、SiSBP5、SiSBP13、SiSBP16、SiSBP19 的啟動子區(qū)；赤霉素響應(yīng)元件（GARE-motif 和P-box）分布于SiSBP2、SiSBP3、SiSBP5、SiSBP7、SiSBP10、SiSBP11、SiSBP12、SiSBP13、SiSBP14、SiSBP19 的啟動子區(qū)；低溫響應(yīng)元件（LTR）分布于SiSBP1、SiSBP3、SiSBP8、SiSBP9、SiSBP10、SiSBP13、SiSBP17、SiSBP18 和SiSBP19 的 啟 動 子區(qū)；干旱響應(yīng)元件（MBS）分布于SiSBP2、SiSBP3、SiSBP6、SiSBP7、SiSBP10、SiSBP11、SiSBP12、SiSBP16、SiSBP19 的啟動子區(qū)；胚乳表達(dá)相關(guān)元件（GCN4_motif）分布于SiSBP6、SiSBP10 和SiSBP12 的啟動子區(qū)；水楊酸響應(yīng)元件（TCA-element）分布于SiSBP4、SiSBP9 和SiSBP11 的啟動子區(qū)；生物鐘相關(guān)響應(yīng)元件（circadian）分布于SiSBP9 和SiSBP12 的啟動子區(qū)；種子特異調(diào)控響應(yīng)元件（RY-element）分布于SiSBP1 和SiSBP17 的啟動子區(qū)；根特異響應(yīng)元件（motif I）位于SiSBP17 的啟動子區(qū)。

表2 谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因啟動子區(qū)的順式作用元件

2.4 谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因在激素和脅迫條件下的表達(dá)分析

順式作用元件分析表明，19 個(gè)SiSBPs 啟動子區(qū)均存在激素和逆境脅迫等相關(guān)順式作用元件。為進(jìn)一步研究谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因在激素和逆境脅迫響應(yīng)過程中的作用，本研究在谷子苗期分別進(jìn)行生長素、赤霉素、茉莉酸甲酯、脫落酸、干旱和冷處理，利用熒光實(shí)時(shí)定量方法檢測谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因?qū)に睾湍婢车捻憫?yīng)情況。綜合19 個(gè)SiSBPs 在晉谷21 號中兩葉一心期植株（T2）和長農(nóng)35 號中幼葉的表達(dá)情況，選取7 個(gè)在幼葉中表達(dá)量較高的SBP 基因（SiSBP2、SiSBP3、SiSBP6、SiSBP9、SiSBP12、SiSBP15 和SiSBP19）進(jìn)行激素和逆境脅迫的響應(yīng)分析。結(jié)果表明（圖3），在5 μmol/L生長素處理?xiàng)l件下，SiSBP2、SiSBP3 和SiSBP19 的表達(dá)趨勢為1 h 時(shí)顯著下降—3 h 后上升—12 h 時(shí)下降，SiSBP6 和SiSBP15 的表達(dá)趨勢為3 h 時(shí)下降到最低值隨后上升，SiSBP9 的表達(dá)趨勢為6 h 時(shí)下降到最低值隨后上升，SiSBP12 在生長素處理后一直維持在較低的表達(dá)水平；在100 μmol/L 赤霉素處理?xiàng)l件下，除SiSBP3 響應(yīng)不明顯外，其他6 個(gè)基因的表達(dá)趨勢均為處理1 h 后表達(dá)量逐步下降；在100 μmol/L 茉莉酸甲酯處理?xiàng)l件下，除SiSBP3 響應(yīng)不明顯外，其他6 個(gè)基因的表達(dá)趨勢均為表達(dá)量逐步下降；在100 μmol/L 脫落酸處理?xiàng)l件下，SiSBP2、SiSBP6 和SiSBP12 在處理1 h 時(shí)表達(dá)量開始下降，SiSBP9、SiSBP15 和SiSBP19 在處理3 h 時(shí)開始下降，SiSBP3 對脫落酸處理無響應(yīng)；在20%PEG 處理?xiàng)l件下，7 個(gè)基因的表達(dá)趨勢均為表達(dá)量逐步下降；在4 ℃處理?xiàng)l件下，SiSBP2、SiSBP3 和SiSBP12 在處理6 h 時(shí)顯著下降，SiSBP6 在處理12 h 時(shí)顯著下降，SiSBP9 在處理1 h 時(shí)顯著上升隨后逐步下降，SiSBP15 和SiSBP19 表達(dá)趨勢為1 h 時(shí)下降—3 h后上升—12 h 時(shí)下降。整體來看，谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因參與多種激素和逆境脅迫響應(yīng)過程。

2.5 谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因miR156 和miR529 靶基因預(yù)測

分析SiSBPs 全長cDNA 序列中miR156 和miR529 靶基因位點(diǎn)預(yù)測結(jié)果，發(fā)現(xiàn)13 個(gè)SiSBPs 可能存在與miR156 或miR529 相互補(bǔ)的序列，它們分別屬于SBP 家族基因的第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ亞類。其中，SiSBP9 僅含有miR156 位點(diǎn)（位于3'UTR），SiSBP11僅含有miR529 結(jié)合位點(diǎn)（位于編碼區(qū)），其余11 個(gè)均含有靶位點(diǎn)相同或相近的2 個(gè)結(jié)合位點(diǎn)，且多位于編碼區(qū)，說明miR156 和miR529 的靶基因具有保守性（圖4）。

3 結(jié)論與討論

SBP 轉(zhuǎn)錄因子是植物中特有轉(zhuǎn)錄因子之一，參與植物株型、開花、產(chǎn)量、激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、逆境響應(yīng)等多種生長發(fā)育進(jìn)程的調(diào)控，在多個(gè)物種中都對其進(jìn)行了鑒定和分析。前期，宋健等[39]在谷子中共鑒定出19 個(gè)SBP 蛋白，并將谷子SBP 蛋白家族分為7 個(gè)亞類。本研究利用晉谷21 號的19 個(gè)組織器官的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，第Ⅰ亞類基因SiSBP5、SiSBP13、SiSBP16 和SiSBP18 在葉片或穗中有較高表達(dá)，水稻SPL16 也聚為這一類，OsSPL16 控制籽粒大小和形狀，該基因的過表達(dá)可增加粒寬、粒質(zhì)量和產(chǎn)量[43]；第Ⅱ亞類基因SiSBP1、SiSBP8 和SiSBP10除在萌發(fā)期的種子和幼苗中表達(dá)外，在其余器官中均低表達(dá)；第Ⅲ亞類基因SiSBP4、SiSBP6、SiSBP7和SiSBP14 在葉和莖中表達(dá)量較高，控制水稻株型的關(guān)鍵基因OsSPL14 就屬于這一亞類[20-21]，可以將該亞類基因作為今后谷子株型研究的關(guān)鍵候選基因；第Ⅳ亞類基因SiSBP2、SiSBP3 和SiSBP11 表達(dá)模式與第Ⅲ亞類相似；第Ⅵ亞類基因SiSBP9 為組成型表達(dá)；第Ⅶ亞類基因SiSBP15 在葉鞘和莖等組織中有較高表達(dá)；第Ⅸ亞類基因SiSBP12 和SiSBP19在根和葉中有較高表達(dá)。另外，本研究中SiSBP17并未聚到第Ⅲ亞類，與宋健等[39]的結(jié)果略有不同，其總體表達(dá)水平低于其他基因。進(jìn)一步分析19 個(gè)SiSBPs 在長農(nóng)35 號和晉谷21 號中的表達(dá)模式，發(fā)現(xiàn)SiSBP19 都表現(xiàn)為組成型表達(dá)，SiSBP17 都表現(xiàn)為低表達(dá)或不表達(dá)，SiSBP13 和SiSBP15 都在旗葉中高表達(dá)，說明SBP 基因在不同谷子品種中具有保守性，同時(shí)由于品種的不同，一些基因的表達(dá)有所不同，例如SiSBP16 在長農(nóng)35 號的幼穗中特異表達(dá)，而晉谷21 號中該基因在灌漿期根中特異表達(dá)。

SBP 轉(zhuǎn)錄因子參與多種逆境脅迫應(yīng)答反應(yīng)。玉米ZmSPL1、ZmSPL9、ZmSPL12、ZmSPL15、ZmSPL22、ZmSPL26 和ZmSPL29 對急性脫水、鹽、冷和ABA等4 種逆境脅迫均有響應(yīng)[7]；甜橙CcSBPs 對高溫、低溫、鹽和傷流等4 種不同逆境脅迫中表現(xiàn)出多重響應(yīng)模式[44]。前期，宋健等[39]對谷子SBPs 在ABA 和PEG 這2 種逆境脅迫下的表達(dá)模式分析表明，2 種脅迫處理后該家族基因在葉和莖中均上調(diào)表達(dá)。本研究分析了7 個(gè)SBP 基因（SiSBP2、SiSBP3、SiSBP6、SiSBP9、SiSBP12、SiSBP15、SiSBP19）在脫落酸、干旱和冷處理下的表達(dá)量變化，4 ℃處理下，除了SiSBP9、SiSBP15 和SiSBP19 在處理后1 h 或3 h 表達(dá)上調(diào)外，其余基因表達(dá)均下調(diào)，其中，SiSBP3、SiSBP9 和SiSBP19 的啟動子區(qū)存在低溫響應(yīng)元件（LTR）；ABA處理下，7 個(gè)SiSBP 基因均為下調(diào)表達(dá)，除SiSBP12外，其他6 個(gè)基因的啟動子區(qū)存在脫落酸響應(yīng)元件（ABRE）；PEG 處理下，7 個(gè)SiSBP 基因表達(dá)模式與ABA 處理相似，其中除SiSBP15 外，其他6 個(gè)基因的啟動子區(qū)存在干旱響應(yīng)元件（MBS）。本研究中SiSBPs 對ABA 和PEG 響應(yīng)結(jié)果與宋健等[39]的研究結(jié)果不同，但與玉米、甜橙中該家族基因?qū)δ婢趁{迫的響應(yīng)是相似的。

結(jié)合順式作用元件的預(yù)測結(jié)果，本研究又選用了3 種激素（IAA、MeJA 和GA3）處理來分析SiSBPs對激素的響應(yīng)。IAA 處理下，大部分SiSBPs 表現(xiàn)出顯著下降后又上調(diào)表達(dá)，但總體表達(dá)量低于對照，其中，SiSBP2、SiSBP3 和SiSBP19 的啟動子區(qū)存在生長素響應(yīng)元件（AuxRR-core 和TGA-element）；MeJA處理下，SiSBPs 表達(dá)量隨著處理時(shí)間而逐漸下降，其中除SiSBP6 外，其他6 個(gè)基因的啟動子區(qū)存在有茉莉酸甲酯響應(yīng)元件（CGTCA-motif和TGACG-motif）；GA3處理下，SiSBPs 表達(dá)模式與MeJA 處理相似，其中SiSBP2、SiSBP3 和SiSBP19 的啟動子區(qū)存在赤霉素響應(yīng)元件（GARE-motif 和P-box）。這些結(jié)果為進(jìn)一步研究谷子SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因參與逆境及激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的機(jī)制提供了參考。

miR156 和miR529 通過miR156/miR529-SPL模塊調(diào)控植物開花、株型建成、穗型發(fā)育等[24，30-32]。本研究中，19 個(gè)SiSBPs 基因中13 個(gè)（68.4%）可能存在miR156 或miR529 的結(jié)合位點(diǎn)，這一比例稍高于擬南芥（64.7%）、水稻（57.9%）和玉米（61.3%）[5，7，25]，暗示谷子中可能有更多的SBP 基因通過miR156/miR529-SPL 模塊調(diào)控谷子生長發(fā)育，miR156/miR529 與13 個(gè)SiSBPs 之間的關(guān)系有待于進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

本研究利用熒光實(shí)時(shí)定量PCR 分析了19 個(gè)SiSBP 基因在7 種組織器官中的表達(dá)模式，預(yù)測了19 個(gè)SiSBPs 啟動子區(qū)順式作用元件，發(fā)現(xiàn)7 個(gè)SiSBPs 在生長素、赤霉素、茉莉酸甲酯等外源植物激素和ABA、冷、干旱等脅迫處理下表達(dá)量發(fā)生明顯變化，暗示該基因家族參與了多種激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和逆境脅迫響應(yīng)過程。另外，預(yù)測到13 個(gè)SiSBPs存在miR156 和miR529 靶位點(diǎn)。研究結(jié)果為進(jìn)一步解析SBP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因參與谷子生長發(fā)育及激素和逆境脅迫的響應(yīng)機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。