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作物杂志Crops2025（1）54-65DOI:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.01.007

高梁Dof基因家族鉴定及表达分析

付森杰1宋迎辉1朱灿灿1叶珍言1秦娜1

刘海霞2

代书桃1文王春义1孕

李君霞1

（河南省农业科学院粮食作物研究所，450002，河南郑州；2长葛市农业农村局，461500，河南许昌）

要DNA结合单锌指蛋白（DNAbindingwithonefinger，Dof）是植物中特有的一类转录因子，参与调控植

摘要

物组织分化、种子萌发、植物抗逆及代谢等生理生化过程。为鉴定并分析高梁Dof转录因子家族成员，利用生物

信息学方法从全基因组水平对高梁Dof转录因子家族成员的基本基因结构、理化性质、保守基序、启动子顺式作

用元件、组织特异性表达及干旱胁迫表达等进行分析。20%PEG6000模拟干旱胁迫处理豫梁10号的幼苗后，利

用qPCR技术分析Dof基因家族成员响应不同时间段干旱胁迫的表达情况。结果共鉴定了30个高梁Dof基因，

分布在9条染色体上，基因保守性分析结果显示，Motifl（即锌指结构）是高梁Dof基因家族中保守的蛋白质序

列；其中29个基因中都含有CX2CX21CX2C保守基序，而SbDof15基因保守序列为CX20CX2C；启动子结构分

析表明，基因的启动子区域中含有、MYB、MeJA、低温等逆境胁迫响应元件；进化树分析结果表明，

DofABA

高梁Dof蛋白与玉米的同源性更高，热图分析表明Dof家族成员在高梁的不同部位都有表达。qRT-PCR结果表

明，高梁Dof基因家族成员可能参与高梁应对干旱胁迫的响应，不同的Dof基因成员在应对干旱胁迫时的调控机

制可能不一样。

关键词高梁；Dof基因家族；转录因子；全基因组鉴定；PEG处理

高梁（Sorghumbicolor）是原产于热带的抗旱C端的氨基酸序列不具备保守性，不同种类的氨

及抗盐碱较强的禾本科粮食作物[1]，主要种植于干基酸能与不同的DNA序列结合，且该区域也是调

旱及盐碱地区，由于高梁具有抗逆能力强、耐盐控基因表达的重要部分，这使得Dof蛋白的功能

碱、耐旱和耐高温[2-3]等优良特性，越来越受到重具有多样性。而N端大约由52个氨基酸组成，又

视。高梁用途广泛，在高端酿酒、畜牧饲料及工叫保守结构域，能够特异识别序列5-AAAG-3的

业淀粉等方面发挥重要作用。近年来，高梁被作顺式作用元件[8-10]。在该结构域中有4个保守的

为优质的能源植物，在完成高梁全基因组测序后，Cys残基[1]。

有关高梁基因家族的挖掘及相关功能的研究也越Dof转录因子参与植物种子胚乳发育过程中

来越多，但尚未见关于高梁Dof基因家族成员的种子储藏蛋白合成、种子萌发、防御机制、碳氮

研究报道。代谢相关基因光调控、叶片组织分化及衰老等过

转录因子（transcriptionfactors，TF）能够与启程，在植物的生长发育中起着关键作用[12-13]。植

动子上的光响应元件（G-box）等顺式作用元件结物中发现的第1个Dof基因是ZmMNB1，它通过结

合，调控下游基因的表达[4]。近年来，越来越多转合MNF1启动子上的AAGG序列进而参与C4植

录因子的功能被挖掘，其中Dof蛋白是一类植物特物光合作用的表达调控[14]。此后，越来越多的植

有的转录因子，Dof基因家族属于单锌指蛋白超家物Dof基因被深入研究。如过表达OsDof12基因

族，一般由200~400个氨基酸构成[5]，因其N末端可以使转基因水稻的花期提前，在长日照条件下提

含有一个C2C²型锌指结构，被称为Dof（DNA前开花[15]，过表达GhDof1基因能够上调与胁迫相

bindingwithonefinger）[6]。Dof蛋白由N末端的关基因GhSOD及GhMYB的