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摘 要：PHD（PHD-Finger）家族基因广泛存在于真核生物中，基因功能广泛。本文在高粱中筛选、鉴定出79个PHD家族成员，对其进行系统发育、蛋白结构域、基因结构、染色体定位、共线性分析和顺式作用元件分析。结果表明，高粱PHD基因在系统发育、蛋白结构域和基因结构上存在较大变异;通过对高粱PHD基因在盐胁迫下，不同品种，不同时期的表达分析，获得1个耐盐候选基因（SORBI_3001G425900），为进一步研究PHD基因在高粱中的功能提供了参考。
关键词：高粱;PHD;基因家族;表达特征
中图分类号：S514文献标识码：A
文章编号：1008-0457（2020）04-0010-11 国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2020.04.002
Abstract：The plant homeodomain （PHD）-finger family gene are widespread in eukaryotes and have a wide range of functions. In this paper， a total of 79 PHD genes were screened. We also analysed PHD genes phylogenetic， protein domain， gene structure， chromosome location， synteny analysis and cis-acting element analysis. The results revealed that the PHD genes of sorghum displayed a great divergence in phylogenetic， protein domain and gene structure. Expression analysis of sorghum PHD gene at different salt-treatment times in different sorghum variety revealed a candidate gene for salt tolerance （SORBI_3001G425900）. This result providesa reference for further studying on the function of PHD genes in sorghum.
Keywords：sorghum;PHD;gene family;express characteristics
高粱（Sorghum bicolor）具有极强抗逆性，属禾本科C4植物，在谷类作物中位列世界第五位[1]，是我国白酒酿造的主要原料[2]。2009年高粱全基因组测定工作顺利完成，加速了对高粱基因的挖掘和鉴定。
锌指蛋白是依靠锌离子结合组氨酸和半胱氨酸残基，形成的一类具有稳定结构域的“指状”蛋白[3-4]。锌指蛋白可分为PHD、RING、LIM等多种类型，其区别在于组氨酸和半胱氨酸残基的排列方式，其中PHD-finger蛋白结构域由50到80个氨基酸组成[5-6]，虽然PHD（Cys4-His-Cys3）、RING（Cys3-His-Cys4）和LIM（Cys2-His-Cys5）的保守基序极其相似，但是蛋白质的空间结构却相差很大[7-8]。
随着测序技术的不断成熟，在植物、哺乳动物和线虫中均发现PHD家族基因 [9]，表明PHD家族基因广泛存在于生物界中。第一个PHD结构域由Schindler[10]在拟南芥中发现并命名，随后越来越多的PHD家族基因被鉴定，如在大豆、玉米、杨树、梨等植物中分别鉴定出95个、67个、73个、31个PHD家族基因[11-14]，目前尚未见高粱PHD家族成员的相关报导。为探究PHD家族成员在高粱中的功能及作用，本文对高粱PHD家族进行全基因组鉴定、分类及表达特征分析，并利用转录组数据，分析高粱PHD家族成员在盐胁迫下的表達情况，为筛选和分析PHD家族基因及其在高粱抗逆中的作用提供参考。
1 材料与方法
1.1 高粱PHD家族数据下载和鉴定
高粱PHD家族基因组数据于Ensembl Plants数据库（http：//plants.ensembl.org/index.html）下载得到， PHD家族保守结构域蛋白序列的hmm文件于Pfam数据库（http：//pfam.xfam.org/）下载。
1.2 高粱PHD家族成员筛选、定位及理化性质的预测
利用Linux系统下的HMM3.0软件筛选高粱中存在PHD家族结构域的蛋白序列，去除重复及不完整的蛋白序列，最终得到高粱PHD家族基因，利用软件MapChart2.32绘制基因染色体分布图。通过在线软件ExPASy-ProtParam（http：//web.expasy.org/protparam/）分析家族基因的氨基酸数目、分子量、等电点以及亲水性等理化性质。
1.3 高粱PHD系统发育、保守结构域及基因结构分析
利用同样方法筛选得到谷子PHD基因，将高粱和谷子PHD家族蛋白序列整合到一个FA文件中，利用进化分析软件MEGA7.0进行分析[15]，再选择邻接法（Neighbor-Joining）构建PHD家族系统发育树[16]。通过MEME软件对高粱PHD家族成员进行蛋白保守结构域（motif）分析，moiif数目设置为10个，基序长度30～200。利用TBtools软件整合数据绘制高粱PHD家族进化树+保守结构域+基因结构图。
1.4 共线性分析
运用Linux系统下McscanX软件对高粱PHD家族成员进行染色体定位，利用Blastp与McscanX软件对高粱基因组信息进行分析，通过Circos将高粱种内基因关系可视化;利用McscanX构建高粱与谷子间的共线性图谱。 1.5 高粱PHD家族基因顺式作用元件
1.6 高粱PHD家族基因的表达分析
以0.8%的NaCl分别处理高耐盐品种‘高粱蔗’（GZ）和盐敏感品种‘河农16’（HN16）的三葉期植株，每个处理重复3次，采集处理后0h、48h和72h的整株植株，-80℃保存，Trizol法提取RNA，检测其完整性，将3个重复的RNA进行1：1：1混合，利用Illumina HiSeq 2500对RNA进行高通量测序[17]。分析两个品种在盐胁迫下不同时期PHD家族基因的表达差异，利用TBtools软件将其可视化，分析高粱PHD家族基因在不同盐浓度处理下的表达模式。
2 结果与分析
2.1 高粱PHD家族基因鉴定及理化性质分析
利用PHD的HMM模型对高粱全基因组信息进行鉴定分析，筛选出79个高粱PHD家族成员（表1）。生物信息学分析表明，79个高粱PHD家族基因编码氨基酸数目差异很大，其中SORBI_3010G001100所含氨基酸数目最多，达到2265个;SORBI_3001G335201所含氨基酸数目最少，仅有79个。蛋白质分子量大小介于8665KD（SORBI_3001G335201）～249883.2KD（SORBI_3010G001100）之间。等电点介于4.22（SORBI_3009G115900）～ 9.23（SORBI_3009G056900）之间，平均等电点为6.88。亲水性平均值范围介于-1.147（SORBI_3001G398950）～ 0.162（SORBI_3001G335201），除SORBI_3001G335201的亲水性平均值大于0，其余78个基因均为负值，即为亲水蛋白。
2.2 PHD 家族基因系统发育、保守基序及基因结构分析
利用筛选到的66个谷子PHD基因和79个高粱PHD基因构建系统发育树。根据系统发育树，可将PHD家族成员分为6个亚族（图1），每个亚族内的PHD基因有较高的同源性，Group1中含有30个PHD基因，在6个亚族内最多，包括17个高粱PHD基因和13谷子PHD基因;Group2包括12个高粱PHD基因和11个谷子PHD基因;Group3包括13个高粱PHD基因和10个谷子PHD基因;Group4含有包括15个高粱PHD基因和12个谷子PHD基因;Group5和Group6所含PHD基因最少，均包含11个高粱PHD基因和10个谷子PHD基因。
通过分析高粱PHD家族成员蛋白的保守结构域发现，所有高粱PHD基因均含有（CCCCHCCC）这一保守结构域（图2）。相同亚族内还有较为相似的保守结构域（motif），每个PHD基因都含有至少1个motif2或motif3（图3）;不同组间PHD基因保守结构域差异较大，说明高粱种内PHD基因功能保守性较差，其中69个PHD家族基因的内含子普遍较短，10个PHD家族基因无内含子（图4）。
2.3 高粱PHD家族基因染色体定位
将高粱PHD家族基因全部定位到染色体（图5），发现79个PHD基因不均匀的分布在高粱10条染色体上，每条染色体上存在5～13个PHD基因，其中2号染色体上分布最多，达13个;5号、6号、7号和8号染色体PHD基因分布最少，仅存在5个。所有染色体上的PHD基因均呈现分散分布，除2号染色体的SORB_3002G14840和SORB_3002G15400位于染色体中间位置外，其余77个基因均位于染色体两端。
2.4 高粱PHD家族基因共线性分析
在物种进化和基因功能分化过程中，基因复制发挥着重要作用，是基因家族扩张的主要原因之一。共线性分析结果显示（图6），高粱PHD家族基因成员中存在2对串联重复，和3对基因复制，其中SORBI_3004G182900和SORBI_3006G093200，SORBI_3009G140700和SORBI_3003G382100，SORBI_3002G427100和SORBI_3001G397800存在较多重复。为更好了解高粱PHD家族基因的进化关系，利用KaKs_Calculator软件计算基因对Ka/Ks值，其中SORBI_3002G192500与SORBI_3007G130300的Ka/Ks值小于1，说明该对基因受到纯化选择压力，可能与人类长期定向选择有关。
通过构建高粱与谷子物种间的关系图谱，发现高粱与谷子的PHD基因存在52条共线性关系（图7），可见高粱与谷子的PHD基因亲缘关系较近。
2.5 PHD家族顺式作用元件
截取高粱PHD家族基因上游1500_bp的序列，进行启动子顺式作用元件分析，除了在植物中普遍存在的基本元件CAAT-box和TATA-box外，本文主要分析了有关植物生长发育、激素调节、逆境应答和防御机制等顺式作用元件（图8）。在79个基因中，62个基因含有脱落酸响应元件（ABRE），32个含有干旱诱导响应元件（MBS），69个含有茉莉酸响应相关元件（CGTCA-motif、TGACG-motif）;56个含有抗氧化逆境响应元件（ARE），30个含有低温响应元件（LTR）;25个具有水杨酸应答元件（TCA-element），18个具有防御及胁迫响应元件（TC-rich）;其中24个基因同时具有ABRE、MBS、CGTCA-motif、TGACG-motif这4个顺式作用元件。这些顺式作用元件说明PHD家族基因可能在干旱、低温和盐胁迫等多种逆境下发挥作用[18-21]，其中一些基因可能同时参与多个环境胁迫的响应。
2.6 PHD家族基因在盐胁迫下的表达分析
本研究以0.8% NaCl的处理高耐盐品种‘高粱蔗’（GZ）与盐敏感材料‘河农16’（HN16）的三叶期幼苗0、48h和72h，分析两个品种PHD家族基因的表达变化。结果表明，共有65个PHD成员在盐胁迫下有表达。由图9所示，多数基因随盐胁迫时间增长表达量无明显变化;SORBI_3004182900在不同处理下表达最活跃。SORBI_3007G130300在‘河农16’内三个时期的表达量均显著高于‘高粱蔗’。SORBI_3001G425900在河农16盐胁迫48h后表达量显著高于CK，而在耐盐的高粱蔗内盐胁迫72h后表达量较盐胁迫48h后显著上升，说明该基因可能在响应盐胁迫过程中起到重要作用。 3 结论与讨论
高粱因其抗性强和产量高的特点，作为耐盐模式植物，受到科学家青睐。前人研究表明，PHD基因参与高盐[11]、干旱[13]和低温等逆境胁迫，并对根系发育及木质素合成[14]等具有重要作用。
本文利用生物信息学技术筛选出79个高粱PHD家族基因，并结合转录组数据对盐胁迫下高粱PHD家族基因表达模式进行了分析。高粱的基因组大小约为730Mb，约为谷子基因组（490Mb）的1.5倍，但高粱PHD家族基因的数量仅为谷子PHD家族基因的1.2倍，这可能是在高粱进化过程中，部分高粱PHD家族基因丢失。系统发育树显示，高粱PHD家族基因可以分为6个亚族，这与马卉[22]对水稻PHD家族基因的分组一致，相同亚族内的PHD基因亲缘关系较近，且相同分支的PHD基因可能具有相似的功能;鉴定出的79个高粱PHD家族基因中69个内含子较短，10个无内含子，可能是过强的选择压力导致部分PHD家族基因内含子丢失[23];79个高粱PHD基因中有1对基因的Ka/Ks值小于1，表明该对基因可能长期受到人类的定向选择;顺式作用元件分析显示高粱PHD基因含有生长发育、激素调节、胁迫应答和防御机制相关的多种顺式作用元件，推测这些基因可能参与高粱的胁迫应答反应。植物遇到盐胁迫时，往往通过调节光合作用、维持渗透压平衡、提高抗氧化能力和调节吲哚乙酸（IAA）、脱落酸（ABA）等激素来抵御盐胁迫[24-25]。研究发现，过表达水稻PHD家族基因OsMsr16可以提高脯氨酸和可溶性糖含量，增强植株的渗透调节能力，从而增强水稻的耐盐能力[26]。水稻和高粱的亲缘关系较近，可以推测高粱中可能也存在类似功能的PHD家族基因。对高粱不同品种盐胁迫下转录组数据分析显示，79个高粱PHD基因中65个有表达，其中SORBI_3001G425900基因在‘河农16’盐胁迫下48h和高粱蔗72h下表达量显著升高;该基因的顺式作用元件含有多个抗逆胁迫响应元件，因此推测该基因可能参与高粱盐胁迫下的应答过程，受盐胁迫的诱导表达。
本研究通过生物信息学技术从高粱中筛选出79个PHD家族基因，结合盐胁迫下的基因表达数据分析，发现SORBI_3001G425900可能参与高粱盐胁迫下的应答过程，该基因在盐胁迫下的调控模式有待进一步研究。本研究结果为研究PHD家族基因在高粱中逆境应答机制提供了参考。
参 考 文 献：
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关键词：高粱;PHD;基因家族;表达特征
中图分类号：S514文献标识码：A
文章编号：1008-0457（2020）04-0010-11 国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2020.04.002
Abstract：The plant homeodomain （PHD）-finger family gene are widespread in eukaryotes and have a wide range of functions. In this paper， a total of 79 PHD genes were screened. We also analysed PHD genes phylogenetic， protein domain， gene structure， chromosome location， synteny analysis and cis-acting element analysis. The results revealed that the PHD genes of sorghum displayed a great divergence in phylogenetic， protein domain and gene structure. Expression analysis of sorghum PHD gene at different salt-treatment times in different sorghum variety revealed a candidate gene for salt tolerance （SORBI_3001G425900）. This result providesa reference for further studying on the function of PHD genes in sorghum.
Keywords：sorghum;PHD;gene family;express characteristics
高粱（Sorghum bicolor）具有极强抗逆性，属禾本科C4植物，在谷类作物中位列世界第五位[1]，是我国白酒酿造的主要原料[2]。2009年高粱全基因组测定工作顺利完成，加速了对高粱基因的挖掘和鉴定。
锌指蛋白是依靠锌离子结合组氨酸和半胱氨酸残基，形成的一类具有稳定结构域的“指状”蛋白[3-4]。锌指蛋白可分为PHD、RING、LIM等多种类型，其区别在于组氨酸和半胱氨酸残基的排列方式，其中PHD-finger蛋白结构域由50到80个氨基酸组成[5-6]，虽然PHD（Cys4-His-Cys3）、RING（Cys3-His-Cys4）和LIM（Cys2-His-Cys5）的保守基序极其相似，但是蛋白质的空间结构却相差很大[7-8]。
随着测序技术的不断成熟，在植物、哺乳动物和线虫中均发现PHD家族基因 [9]，表明PHD家族基因广泛存在于生物界中。第一个PHD结构域由Schindler[10]在拟南芥中发现并命名，随后越来越多的PHD家族基因被鉴定，如在大豆、玉米、杨树、梨等植物中分别鉴定出95个、67个、73个、31个PHD家族基因[11-14]，目前尚未见高粱PHD家族成员的相关报导。为探究PHD家族成员在高粱中的功能及作用，本文对高粱PHD家族进行全基因组鉴定、分类及表达特征分析，并利用转录组数据，分析高粱PHD家族成员在盐胁迫下的表達情况，为筛选和分析PHD家族基因及其在高粱抗逆中的作用提供参考。
1 材料与方法
1.1 高粱PHD家族数据下载和鉴定
高粱PHD家族基因组数据于Ensembl Plants数据库（http：//plants.ensembl.org/index.html）下载得到， PHD家族保守结构域蛋白序列的hmm文件于Pfam数据库（http：//pfam.xfam.org/）下载。
1.2 高粱PHD家族成员筛选、定位及理化性质的预测
利用Linux系统下的HMM3.0软件筛选高粱中存在PHD家族结构域的蛋白序列，去除重复及不完整的蛋白序列，最终得到高粱PHD家族基因，利用软件MapChart2.32绘制基因染色体分布图。通过在线软件ExPASy-ProtParam（http：//web.expasy.org/protparam/）分析家族基因的氨基酸数目、分子量、等电点以及亲水性等理化性质。
1.3 高粱PHD系统发育、保守结构域及基因结构分析
利用同样方法筛选得到谷子PHD基因，将高粱和谷子PHD家族蛋白序列整合到一个FA文件中，利用进化分析软件MEGA7.0进行分析[15]，再选择邻接法（Neighbor-Joining）构建PHD家族系统发育树[16]。通过MEME软件对高粱PHD家族成员进行蛋白保守结构域（motif）分析，moiif数目设置为10个，基序长度30～200。利用TBtools软件整合数据绘制高粱PHD家族进化树+保守结构域+基因结构图。
1.4 共线性分析
运用Linux系统下McscanX软件对高粱PHD家族成员进行染色体定位，利用Blastp与McscanX软件对高粱基因组信息进行分析，通过Circos将高粱种内基因关系可视化;利用McscanX构建高粱与谷子间的共线性图谱。 1.5 高粱PHD家族基因顺式作用元件
1.6 高粱PHD家族基因的表达分析
以0.8%的NaCl分别处理高耐盐品种‘高粱蔗’（GZ）和盐敏感品种‘河农16’（HN16）的三葉期植株，每个处理重复3次，采集处理后0h、48h和72h的整株植株，-80℃保存，Trizol法提取RNA，检测其完整性，将3个重复的RNA进行1：1：1混合，利用Illumina HiSeq 2500对RNA进行高通量测序[17]。分析两个品种在盐胁迫下不同时期PHD家族基因的表达差异，利用TBtools软件将其可视化，分析高粱PHD家族基因在不同盐浓度处理下的表达模式。
2 结果与分析
2.1 高粱PHD家族基因鉴定及理化性质分析
利用PHD的HMM模型对高粱全基因组信息进行鉴定分析，筛选出79个高粱PHD家族成员（表1）。生物信息学分析表明，79个高粱PHD家族基因编码氨基酸数目差异很大，其中SORBI_3010G001100所含氨基酸数目最多，达到2265个;SORBI_3001G335201所含氨基酸数目最少，仅有79个。蛋白质分子量大小介于8665KD（SORBI_3001G335201）～249883.2KD（SORBI_3010G001100）之间。等电点介于4.22（SORBI_3009G115900）～ 9.23（SORBI_3009G056900）之间，平均等电点为6.88。亲水性平均值范围介于-1.147（SORBI_3001G398950）～ 0.162（SORBI_3001G335201），除SORBI_3001G335201的亲水性平均值大于0，其余78个基因均为负值，即为亲水蛋白。
2.2 PHD 家族基因系统发育、保守基序及基因结构分析
利用筛选到的66个谷子PHD基因和79个高粱PHD基因构建系统发育树。根据系统发育树，可将PHD家族成员分为6个亚族（图1），每个亚族内的PHD基因有较高的同源性，Group1中含有30个PHD基因，在6个亚族内最多，包括17个高粱PHD基因和13谷子PHD基因;Group2包括12个高粱PHD基因和11个谷子PHD基因;Group3包括13个高粱PHD基因和10个谷子PHD基因;Group4含有包括15个高粱PHD基因和12个谷子PHD基因;Group5和Group6所含PHD基因最少，均包含11个高粱PHD基因和10个谷子PHD基因。
通过分析高粱PHD家族成员蛋白的保守结构域发现，所有高粱PHD基因均含有（CCCCHCCC）这一保守结构域（图2）。相同亚族内还有较为相似的保守结构域（motif），每个PHD基因都含有至少1个motif2或motif3（图3）;不同组间PHD基因保守结构域差异较大，说明高粱种内PHD基因功能保守性较差，其中69个PHD家族基因的内含子普遍较短，10个PHD家族基因无内含子（图4）。
2.3 高粱PHD家族基因染色体定位
将高粱PHD家族基因全部定位到染色体（图5），发现79个PHD基因不均匀的分布在高粱10条染色体上，每条染色体上存在5～13个PHD基因，其中2号染色体上分布最多，达13个;5号、6号、7号和8号染色体PHD基因分布最少，仅存在5个。所有染色体上的PHD基因均呈现分散分布，除2号染色体的SORB_3002G14840和SORB_3002G15400位于染色体中间位置外，其余77个基因均位于染色体两端。
2.4 高粱PHD家族基因共线性分析
在物种进化和基因功能分化过程中，基因复制发挥着重要作用，是基因家族扩张的主要原因之一。共线性分析结果显示（图6），高粱PHD家族基因成员中存在2对串联重复，和3对基因复制，其中SORBI_3004G182900和SORBI_3006G093200，SORBI_3009G140700和SORBI_3003G382100，SORBI_3002G427100和SORBI_3001G397800存在较多重复。为更好了解高粱PHD家族基因的进化关系，利用KaKs_Calculator软件计算基因对Ka/Ks值，其中SORBI_3002G192500与SORBI_3007G130300的Ka/Ks值小于1，说明该对基因受到纯化选择压力，可能与人类长期定向选择有关。
通过构建高粱与谷子物种间的关系图谱，发现高粱与谷子的PHD基因存在52条共线性关系（图7），可见高粱与谷子的PHD基因亲缘关系较近。
2.5 PHD家族顺式作用元件
截取高粱PHD家族基因上游1500_bp的序列，进行启动子顺式作用元件分析，除了在植物中普遍存在的基本元件CAAT-box和TATA-box外，本文主要分析了有关植物生长发育、激素调节、逆境应答和防御机制等顺式作用元件（图8）。在79个基因中，62个基因含有脱落酸响应元件（ABRE），32个含有干旱诱导响应元件（MBS），69个含有茉莉酸响应相关元件（CGTCA-motif、TGACG-motif）;56个含有抗氧化逆境响应元件（ARE），30个含有低温响应元件（LTR）;25个具有水杨酸应答元件（TCA-element），18个具有防御及胁迫响应元件（TC-rich）;其中24个基因同时具有ABRE、MBS、CGTCA-motif、TGACG-motif这4个顺式作用元件。这些顺式作用元件说明PHD家族基因可能在干旱、低温和盐胁迫等多种逆境下发挥作用[18-21]，其中一些基因可能同时参与多个环境胁迫的响应。
2.6 PHD家族基因在盐胁迫下的表达分析
本研究以0.8% NaCl的处理高耐盐品种‘高粱蔗’（GZ）与盐敏感材料‘河农16’（HN16）的三叶期幼苗0、48h和72h，分析两个品种PHD家族基因的表达变化。结果表明，共有65个PHD成员在盐胁迫下有表达。由图9所示，多数基因随盐胁迫时间增长表达量无明显变化;SORBI_3004182900在不同处理下表达最活跃。SORBI_3007G130300在‘河农16’内三个时期的表达量均显著高于‘高粱蔗’。SORBI_3001G425900在河农16盐胁迫48h后表达量显著高于CK，而在耐盐的高粱蔗内盐胁迫72h后表达量较盐胁迫48h后显著上升，说明该基因可能在响应盐胁迫过程中起到重要作用。 3 结论与讨论
高粱因其抗性强和产量高的特点，作为耐盐模式植物，受到科学家青睐。前人研究表明，PHD基因参与高盐[11]、干旱[13]和低温等逆境胁迫，并对根系发育及木质素合成[14]等具有重要作用。
本文利用生物信息学技术筛选出79个高粱PHD家族基因，并结合转录组数据对盐胁迫下高粱PHD家族基因表达模式进行了分析。高粱的基因组大小约为730Mb，约为谷子基因组（490Mb）的1.5倍，但高粱PHD家族基因的数量仅为谷子PHD家族基因的1.2倍，这可能是在高粱进化过程中，部分高粱PHD家族基因丢失。系统发育树显示，高粱PHD家族基因可以分为6个亚族，这与马卉[22]对水稻PHD家族基因的分组一致，相同亚族内的PHD基因亲缘关系较近，且相同分支的PHD基因可能具有相似的功能;鉴定出的79个高粱PHD家族基因中69个内含子较短，10个无内含子，可能是过强的选择压力导致部分PHD家族基因内含子丢失[23];79个高粱PHD基因中有1对基因的Ka/Ks值小于1，表明该对基因可能长期受到人类的定向选择;顺式作用元件分析显示高粱PHD基因含有生长发育、激素调节、胁迫应答和防御机制相关的多种顺式作用元件，推测这些基因可能参与高粱的胁迫应答反应。植物遇到盐胁迫时，往往通过调节光合作用、维持渗透压平衡、提高抗氧化能力和调节吲哚乙酸（IAA）、脱落酸（ABA）等激素来抵御盐胁迫[24-25]。研究发现，过表达水稻PHD家族基因OsMsr16可以提高脯氨酸和可溶性糖含量，增强植株的渗透调节能力，从而增强水稻的耐盐能力[26]。水稻和高粱的亲缘关系较近，可以推测高粱中可能也存在类似功能的PHD家族基因。对高粱不同品种盐胁迫下转录组数据分析显示，79个高粱PHD基因中65个有表达，其中SORBI_3001G425900基因在‘河农16’盐胁迫下48h和高粱蔗72h下表达量显著升高;该基因的顺式作用元件含有多个抗逆胁迫响应元件，因此推测该基因可能参与高粱盐胁迫下的应答过程，受盐胁迫的诱导表达。
本研究通过生物信息学技术从高粱中筛选出79个PHD家族基因，结合盐胁迫下的基因表达数据分析，发现SORBI_3001G425900可能参与高粱盐胁迫下的应答过程，该基因在盐胁迫下的调控模式有待进一步研究。本研究结果为研究PHD家族基因在高粱中逆境应答机制提供了参考。
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