谷子KCS基因家族鑒定及其對干旱脅迫的響應

摘要：β–酮脂酰輔酶A 合酶（β-ketoacyl-CoA synthase，KCS）是超長鏈脂肪酸合成過程中的限速酶，主要負責調控脂肪酸和蠟質的合成與積累。為了為谷子抗旱品種的選育提供新的線索，研究利用隱馬爾可夫模型對谷子KSC 基因家族進行鑒定，并利用生物信息學技術對谷子KCS 基因家族進行系統分析與鑒定，并對其理化特征、進化關系、保守基序、基因結構、順式調控元件、亞細胞定位、共線性進行分析和表達模式分析。結果表明，從谷子基因組中共鑒定到33 個KCS 基因；系統進化和共線性分析結果顯示，谷子KCS 基因與高粱、玉米進化關系更近；啟動子區包含許多激素響應、逆境響應和生長發育相關元件，暗示KCS 基因可能參與多個生物學過程；谷子KCS 基因在穗部表達量最高，其次為葉片，早晚表達量均高于中午。此外，干旱脅迫下谷子Seita.9G470700 和Seita.9G487500 基因的表達量顯著高于對照，表明這2 個KCS 基因在谷子干旱響應中發揮重要作用。

關鍵詞：谷子；β–酮脂酰輔酶A 合酶；生物信息學分析；表達分析；干旱脅迫響應

中圖分類號：S515 文獻標識碼：A 文章編號：1002?2481（2023）06?0599?11

谷子（Setaria italica Beauv.）是禾本科狗尾草屬1 年生作物，最早在我國北方被馴化，目前谷子區域布局主要集中在華北地區，包括黃河中上游流域、東北及內蒙等干旱或半干旱地區[1]。谷子是抗旱性較強的作物，但是由于全球環境的惡化，氣候變暖、水資源短缺問題嚴重影響谷物的產量[2]。因此，探索谷子抵御干旱脅迫的機制，減少干旱環境對作物造成的危害，選育優良抗逆高產品種，提高谷子抗旱性具有重要意義。目前，國內外研究人員對谷子抗旱特性的研究主要集中在表型特征、生理生化指標和分子水平研究[3]。而葉表皮蠟質性狀在抗旱方面也有重要作用，植物表皮蠟質的增加會使植物的抗旱性增強。

β–酮脂酰輔酶A合酶（β-ketoacyl-CoA synthase，KCS）是脂肪酸延伸酶復合體的一部分，也是超長鏈脂肪酸合成過程中主要的限速酶，催化酰基輔酶 A 與丙二酰輔酶A 的縮合[4]。KCS 基因最早是在一個超長鏈脂肪酸缺失突變體擬南芥植株中篩選分離出來的[5]。隨后在植物界中被廣泛研究分析，在對多個物種的KCS 同源基因鑒定及功能多樣性表征后，推斷出編碼β-酮脂酰輔酶A 合酶的基因應該屬于一個具有多個成員的基因家族[6]。目前，在擬南芥KCS 基因家族中共篩選鑒定出KCS 基因21 個[7]，參與調控超長鏈脂肪酸的合成，且具有明顯的底物特異性[8]，故不同基因的催化活性不同[6]。

有研究證明，AtKCS1 同時參與了蠟質合成的脫羰途徑和酰基還原途徑，但AtKCS1 缺失突變體不會導致任何單個蠟成分的完全喪失或顯著降低總蠟量，說明在蠟合成中涉及的延伸酶KCS 活性存在冗余[9]。LEE 等[10]對擬南芥中AtKCS20 和AtKCS2基因單突變體和雙突變體在不同組織中的表達情況分析發現，單突變體植株角質層蠟質改變不明顯，雙突變體植株莖和長角果上的表皮蠟質結晶數量顯著減少，表明KCS20 和KCS2 在角質層蠟質合成所需的超長鏈脂肪酸的延伸中是功能性冗余的。

但也有研究報道，擬南芥KCS5 為KCS6 的密切旁系同源基因，在調控蠟質代謝中具有相同的作用，同時也具有非冗余的功能[11]。GAN 等[12]在水稻葉片蠟質晶體稀疏突變體（Wax Crystal-Sparse Leaf4，wsl4）的研究中，發現由于KCS6 基因缺失突變導致葉片蠟質含量的降低，證明該基因是水稻葉片表皮蠟質積累所必需的。WANG 等[13]研究發現，冷脅迫處理下的棉花GhKCS13 過表達植株中葉片鞘脂和甘油脂的組成發生變化，可能因此改變了細胞膜在低溫情況下的流動性，并且GhKCS13 轉基因品系中茉莉酸（JA）水平的差異表明，它可能與溶血磷脂一起介導冷應激反應。目前，KCS 基因家族在許多物種中被研究報道，但在谷子中還未被研究報道。

本研究通過生物信息學的方法檢索了谷子中的KCS 基因家族成員， 并對其基因參數、亞細胞定位、進化關系、保守基序、啟動子區域順式作用元件等參數特征分析和預測，并對其組織表達模式以及在干旱脅迫下的表達情況進行分析，初步探索其在谷子生長發育及抗逆中的作用，旨在為后續研究奠定基礎。

1 材料和方法

1.1 數據獲取

谷子（Setaria italica v2.2）、擬南芥（Arabidopsisthaliana TAIR10）、水稻（Oryza sativa v7_JGI）、高粱（Soyghum bicolor v3.1.1）和玉米（Zea maysPH207 v1.1）的全基因組序列、CDS 序列、蛋白序列以及注釋文件全部從Phytozome 數據庫獲得。

1.2 谷子KCS 家族成員基因鑒定及染色體定位

從Pfam 數據庫（http：//pfam. xfam. org/）下載KCS 基因（PF08392）的隱馬爾可夫模型（HMM）文件。使用谷子全部蛋白序列文件和HMM 文件在NCBI 和Pfam 上確定結構域，選擇含有KCS 基因保守結構域的蛋白，確定谷子KCS 基因家族成員。

利用TBtools 中Sequence Toolkits 選項，從谷子基因組注釋文件中獲得谷子KCS 家族各成員基因在染色體上的位置信息，并對結果進行可視化，繪制基因染色體定位圖。

1.3 谷子KCS 家族成員的氨基酸信息和理化性質預測

利用蛋白質在線分析軟件ExPASY-ProtParam（https：//web.expasy.org/ protparam/）分析預測谷子KCS 家族中所有蛋白的氨基酸數目、等電點和分子量等理化性質。

1.4 谷子KCS 家族成員系統進化分析和基因結構分析

利用MEGA11 軟件對谷子與擬南芥、水稻、高粱、玉米KCS 家族成員的的蛋白序列聚類和進化分析；利用iTOL（https：//itol.embl.de/）在線工具對系統進化樹進行編輯和美化[14]。

利用TBtools 中Gene Structure View 功能，使用谷子KCS 家族蛋白進化樹文件和谷子基因組注釋文件，分析得出谷子KCS 基因序列中編碼區（CDS）和非編碼區（UTR）的分布情況，繪制基因結構圖。

1.5 谷子KCS 家族蛋白保守結構域分析

利用在線軟件MEME（http：//meme-suite.org/tools/meme）分析預測谷子KCS 蛋白氨基酸序列中的保守基序，并使用TBtools 工具進行可視化。

1.6 谷子KCS 基因啟動子區域順式作用元件分析

利用 PlantCARE 在線軟件（http：//bioinformatics.psb. ugent.be/webtools/plantcare/html）獲取谷子KCS 基因啟動子區域中的順式元件，并利用TBtools 進行可視化。啟動子區域定為起始密碼子上游2 000 bp 的序列。

1.7 谷子KCS 基因的表達分析

試驗材料為2 個抗旱的谷子品種豫谷1 號（YG1）、沁黃2 號（QH2）和干旱敏感型谷子品種安-04（AN-04），種植于旱棚，設置正常澆水對照和自然干旱處理，間苗后待干旱處理材料出現萎蔫時，在第2 天取植株頂部第2 片完全展開葉，設置3 次重復，用液氮速凍，放-80 ℃超低溫冰箱存放。

利用Trizol 法分別提取葉片的總RNA，并利用TaKaRa 公司反轉錄試劑盒反轉錄獲得cDNA。隨后采用2×M5 HiPer Realtime PCR Super mix（SYBRgreen， with anti-Taq）定量試劑盒進行qRT-PCR 分析，根據2-ΔΔCt 計算基因相對表達量。

引物由Primer 5.0 軟件設計（表1）。

2 結果與分析

2.1 谷子KCS 基因家族鑒定及染色體定位

在谷子基因組中篩選鑒定到33 個KCS 基因家族成員，基因染色體定位圖1 中顯示，谷子9 條染色體中有8 條染色體上存在 KCS 基因，其中8 號染色體上最少只有一個，1 號和7 號染色體上有4 個，2 號和4 號染色體上有5 個，3 號和5 號染色體上分別有3 個和2 個，9 號染色體上最多有9 個。

2.2 谷子KCS 基因家族理化性質分析

對谷子KCS 的蛋白信息和理化性質預測，結果如表2 所示，谷子KCS 蛋白氨基酸數目為373～542 個，其中，Seita.3G103400 和Seita.9G517700 基因編碼的氨基酸數目最多，Seita.1G123100 基因編碼氨基酸數目最少。KCS 蛋白的分子質量為39.96～60.33 ku，蛋白質等電點為5.82～10.20，其中有4 個KCS 蛋白等電點小于7 呈酸性，其余29 個成員蛋白質等電點均大于7，呈堿性。使用Psort 在線工具對谷子KCS 家族蛋白進行亞細胞定位預測，結果顯示，谷子KCS 蛋白主要定位在細胞質、內質網、高爾基體和線粒體。這些細胞器的主要功能包括脂類物質的合成、修飾和轉運等，同時也是蠟質合成和分泌的主要途徑。據此推測，KCS 蛋白可能在這些細胞器調控長鏈脂肪酸的合成，進而影響蠟質成分的積累。

2.3 KCS 蛋白系統進化分析

選取谷子、擬南芥、水稻、高粱和玉米中的33、21、20、28、24 條KCS 蛋白序列構建系統進化樹，分析5 個物種間KCS 蛋白的進化關系如圖2 所示。

圖2 結果顯示，可以將5 個物種中所有的KCS基因分為6 個亞家族，在第1 和第2 亞家族中分別有3、6 個谷子KCS 成員；第3 亞家族均為擬南芥KCS成員；第4 亞家族有2 個谷子KCS 成員，他們與其他KCS 成員親緣關系較遠，推測其在谷子中具有特異生物學功能；第5 亞家族中有10 個谷子KCS 成員；第6 亞家族中谷子KCS 成員最多，有12 個，且其中還有16 個擬南芥KCS 成員，因此推測這一部分中的KCS 基因可能發揮著重要的作用。同時在其中也發現一些同源基因對，有Seita. 7G036600 和Seita.7G036700、Seita.2G279100和Seita.2G279200、Seita.7G091200 和Seita.7G091500 等旁系同源物，另外其他谷子KCS 基因與不同物種聚類在一起則為直系同源物，如Seita.2G184500和Zm00008a027817、S e ita .4 G 1 1 6 4 0 0 和S o b ic .0 1 0 G 1 0 7 4 0 0 、S e ita .1G042400 和AT2G26640 等。其中谷子KCS 基因大部分與高粱、玉米KCS 基因聚在一起，可能是由于同作為C4植物，谷子和高粱、玉米親緣關系更近，據此推測，他們具有類似的生物學功能。

2.4 谷子KCS 基因家族的生物信息學分析

KCS 基因家族結構如圖3 所示，其中有17 個成員不含有內含子，有11 個KCS 家族成員含有1 個內含子，有3 個成員含有2 個內含子，其余2 個成員含有3 個內含子。通過MEME 在線網站預測谷子KCS蛋白保守基序，并利用TBTools 進行可視化。谷子KCS 基因的生物信息學分析如圖3 所示。

從圖3 可以看出，不同聚類之間含有不同的保守基序。在谷子KCS 基因家族33 個成員中，除Seita.4G116500 外都含有motif 3 和motif 4 這2 個基序，除Seita. 2G154200 外均含有motif 8，除Seita. 2G021000、Seita. 4G116500 外均含有motif 10，除Seita.2G021000、Seita.7G036700、Seita.7G036600外均含有motif 6，除Seita.2G154200、Seita.2G021000、Seita.7G036700 和Seita.7G036600外均含有motif 5。

對比FAE1_CUT1_RppA（PF08392）隱馬爾可夫模型標志確定motif 3、motif 4、motif 5、motif 6、motif 8和motif 10 都是β-酮脂酰輔酶A 合酶的保守基序。

谷子KCS 家族中大多數成員也含有motif 1、motif 2、motif 5、motif 6、motif 7、motif 9 和motif 11，這些保守基序可能與谷子的生長發育有關。

利用PlantCare 在線軟件對谷子KCS 基因上游2 000 bp 序列進行了分析預測，結果顯示，在谷子KCS 基因啟動子區域順式作用元件主要包括光響應元件、各種激素響應元件、逆境響應元件和一些生長發育所必需的調控元件。其中大多數成員都含有光響應元件、MYB 結合位點、脫落酸響應元件、茉莉酸甲酯響應元件和厭氧誘導必需元件。另外，含有水楊酸響應元件、赤霉素響應元件、生長素響應元件、防御和應激響應元件、低溫響應元件、晝夜節律響應、分生組織表達、玉米醇溶蛋白代謝調節、胚乳表達的成員分別有8、12、9、12、19、5、15、11、5 個，只有1 個成員含有創傷響應元件。說明KCS 基因主要在谷子生長發育和響應逆境脅迫中發揮重要作用。

利用Phytozome 數據庫獲得谷子KCS 基因不同組織表達量數據，繪制熱圖進行可視化，谷子KCS 基因主要在穗部表達，且表達量較高，只有少量基因在根中表達。其中，Seita.4G225400、Seita. 8G168900、Seita. 3G142500、Seita. 9G470700和Seita.9G487500在葉、穗、根、分蘗和莖中均有表達；Seita. 9G517700、Seita. 3G103400、Seita. 9G263300、Seita.9G225000、Seita.9G383400 和Seita.1G362000在除根外其他4 個組織中表達，且在穗部的表達量較高。表明谷子KCS 基因在谷子芽、葉、分蘗和穗的發育有重要的作用，且多數基因在穗部表達量較高，這點也可能與籽粒的形成有關。據此推測，谷子KCS 基因不僅可以通過調控超長鏈脂肪酸的合成，影響植株表皮蠟質的積累，可能還與籽粒形成中脂肪酸的積累有關。

2.5 KCS 基因的共線性分析

為了進一步了解谷子KCS 基因家族在谷子基因組和其他物種基因組中的進化和擴展機制，進行了共線性分析。谷子KCS 基因重復基于串聯或片段重復進行評估。谷子33 個KCS 基因在物種內共線性分析結果如圖4 所示。

由圖4 可知，谷子33 個KCS 基因在物種內共有6 個基因對，其中2 個串聯重復基因對在9 號染色體上，包括Seita. 9G285300 和Seita. 9G470700、Seita.9G263300 和Seita.9G531000，其余4 對為片段重復基因對分別位于1、3、4、9號染色體上，包括Seita.1G308900 和Seita. 4G116200、Seita. 1G042400 和Seita.4G225400、Seita.1G362000和Seita.9G225000、Seita.3G103400 和Seita.4G225400。重復的基因屬于不同的染色體，其中在9 號染色體上的最多。這些結果表明，基因重復可能在SiKCS 基因家族和谷子基因組的發育中發揮重要作用。此外，計算重復基因中的Ka/Ks 比率以評估進化速率和選擇壓力。

一般來說，Ka/Ks 值大于1 表示基因被正向選擇，比值小于1 表示純化選擇，比值等于1 表示中性選擇。

結果顯示，所有重復的谷子KCS 基因對的Ka/Ks值均小于1，表明這些基因經過了純化選擇。

谷子KCS 基因與水稻、高粱和玉米全基因組進行綜合共線性分析，共發現95 個重復基因對，其中，在22 個谷子KCS 基因與水稻中20 個KCS 基因發現26 個重復基因對，在18 個谷子KCS 基因與玉米中25 個KCS 基因發現35 個基因對，在20 個谷子KCS 基因與高粱中20 個KCS 基因發現34 個基因對。且這些重復基因對Ka/Ks 值都小于1，表示這些基因在進化過程中全部通過純化選擇。

2.6 谷子KCS 基因家族的表達分析

利用雜糧種質創新與分子育種山西省重點實驗室已有的谷子田間和溫室自然干旱脅迫下不同時間點葉片轉錄組數據，對田間和溫室自然干旱脅迫下不同抗旱性谷子品種（AN-04、QH2、YG1）KCS 家族基因田間干旱脅迫下的表達情況進行分析，結果如圖5 所示。

由圖5 可知，大多數KCS 基因無表達或表達量很低，且在中午的表達量略低于早上和晚上。此外，有6 個KCS 基因在不同品種和不同時間點均有較高的表達，包括Seita.8G168900、Seita.9G470700、Seita. 3G103400、Seita. 9G487500、Seita. 9G517700和Seita.4G116400。有6 個KCS 基因在不同處理和不同時間點的表達差異明顯，例如Seita.3G103400、Seita. 9G517700、Seita. 3G142500、Seita. 9G383400、Seita.1G042400 和Seita.1G308900 在不同品種中午的表達量都有明顯的下降；Seita. 1G042400 和Seita.1G308900 在不同品種干旱處理后的表達量均有所上升，Seita. 9G517700、Seita. 3G142500 和Seita.9G383400 在不同品種干旱處理后表達量略有下降。

圖6 為不同品種谷子KCS 基因溫室干旱脅迫下的表達情況，與大田中的表達情況類似，部分KCS 基因不表達或表達量很低，許多KCS 基因表達量在干旱脅迫下有明顯的上調，如Seita. 1G042400、Seita. 3G137500、Seita. 8G168900、Seita. 9G470700、Seita.9G487500、Seita.1G308900和Seita.4G116400。

部分基因的表達量在干旱處理下顯示下調，如Seita. 4G225400、Seita. 3G142500、Seita. 9G383400和Seita.1G362000。大多數KCS 基因在有光照的情況下的表達量高于無光照情況。

綜合不同處理下的表達情況，從KCS 基因家族中選取表達量高且在干旱處理下有顯著差異表達的成員Seita. 1G042400、Seita. 1G308900、Seita. 4G116400、Seita. 8G168900、Seita. 9G470700和Seita. 9G487500 進行qRT-PCR 分析KCS 基因在不同抗旱性品種谷子對干旱處理的響應情況，結果如圖7 所示，其中除Seita.4G116400 基因在干旱處理的AN04 中表達量下調及Seita.8G168900 基因在干旱處理的在沁黃2 號中表達量下調外，其他所有基因在3 個品種谷子干旱處理情況下表達量都有明顯升高。在干旱脅迫處理下，豫谷1 號中6 個KCS 基因的表達均上調，AN04 中除Seita.4G116400外也都顯示表達量上調，且Seita. 1G042400、Seita.9G470700 的上調幅度最大，說明這些基因在谷子干旱脅迫響應過程中起到重要作用。

3 結論與討論

超長鏈脂肪酸在植物的生存和發育中發揮重要作用，也是蠟質合成的關鍵前體物質，超長鏈脂肪酸的合成受β-酮脂酰輔酶A 合酶（KCS）的調節，該酶主要負責催化酰基輔酶A 與丙二酰輔酶A 的縮合[15]。有研究表明，擬南芥中共有2 類KCS 基因，一類為FAE 型共有21 個，一類為ELO 型有2 個，其中ELO 型功能尚不明確[16]。本研究中的谷子KCS 基因為FAE 型，共鑒定出33 個谷子KCS 基因，這些基因分別位于8 條染色體上，在6 號染色體上未發現KCS 基因，可能是由進化過程中的染色體移位或片段丟失引起的。多數谷子KCS 蛋白等電點大于7，呈堿性，與辣椒KCS 蛋白分析結果相似[17]。5 個物種KCS 蛋白系統進化樹分析顯示，谷子KCS 家族成員大多與與高粱、玉米聚集在一起，說明谷子和高粱、玉米之間的親緣關系最近，其次是水稻，而谷子和擬南芥親緣關系相對較遠，與谷子PEPC 基因家族的系統進化分析結果相似[18]，可能與谷子和高粱、玉米同屬禾本科C4作物有關。

脂質代謝途徑主要位于植物的質體、內質網和過氧化物酶體中[19]。在之前的研究中已證實擬南芥中蠟質合成的基因主要在內質網中表達，如AtKCS9[20]和AtCER10[21]蛋白均定位于內質網。然而，大多數谷子KCS 蛋白預計主要在質膜中表達，少數在內質網和線粒體中表達。預測結果與高粱KCS 蛋白預測結果一致[22]，與擬南芥存在差異。谷子KCS 蛋白亞細胞位置的差異可能表明這些基因以不同的方式發揮作用。谷子KCS 蛋白主要分為5 個不同的亞組。大多數谷子KCS 基因在其開放閱讀框區域沒有或只有1 個內含子，基因結構的典型模式與擬南芥[16]和蘋果[23]中的基因結構模式一致。進一步分析了谷子KCS 蛋白的保守基序，大多數KCS 蛋白都具有相同的基序組成和相似的位置分布，表明這些蛋白在植物中可能具有相似的功能。然而，對這些基序的研究仍然有限，其調控功能有待進一步探討。此外，通過識別谷子KCS 基因上游順式作用元件，同棉花大多數KCS 家族基因含有GA 響應元件[24]，可能具有響應外源赤霉素誘導和調節細胞壁厚度的功能；同時在谷子KCS基因家族成員中大多都具有脫落酸響應元件和MYB 結合位點，通過前人在獼猴桃[25]和柑橘[26]中的研究，預測谷子KCS 基因可能受MYB 轉錄因子的調控激活，以防御干旱脅迫中發揮重要作用[27-28]。

本研究中，預測到谷子KCS 基因啟動子區順式作用元件中存在大量MYB 的結合位點，已有研究證明，MYB 轉錄因子在作物中主要參與干旱響應，其在應對干旱脅迫中有特定的作用，如調節氣孔運動、控制木栓質和表皮蠟的合成以及調節花穗發育[29]。有研究發現，PeKCS 基因受包括MYB 在內的多種轉錄因子調控，且在干旱脅迫條件下PeKCS 基因在葉片中的表達顯著上調，在莖和根中未表達[30]，這可能與其調節氣孔開閉及蠟質積累應對干旱脅迫有關。這些結果與谷子KCS 基因表達情況相似，可以推測在谷子中KCS 基因的表達可能受到多種轉錄因子的調控，其中MYB 轉錄因子可能對KCS 基因的表達影響最大，可能是導致KCS 基因在穗和葉中具有較高表達的原因，但還需要進一步研究證實。

基因表達模式是判斷基因功能的重要依據，本研究對谷子KCS 基因在不同組織中的表達分析發現，大多數KCS 基因在穗和葉片中具有較高的表達量，只有少數基因在根中表達。有研究報道，苜蓿KCS 基因在氣生器官的發育過程中發揮著重要作用，KCS 基因缺失突變體中植株角質層蠟質缺失造成植株形態改變，發育缺陷，同時在野生型中定量PCR 結果顯示KCS 基因在野生型的葉片、花和莖尖分生組織等氣生器官中廣泛表達，但在根中表達水平較低[31]。本研究對3 種不同抗旱性谷子品種分別進行田間和溫室自然干旱處理，分析谷子KCS 基因在其中的表達情況，結果發現多數基因在3 個品種干旱處理下顯示表達上調，其中Seita.9G470700 和Seita.9G487500 基因在不同品種不同時間均有很高的表達量，且在干旱脅迫下表達量顯著升高。qRTPCR結果與轉錄組數據類似，其中Seita.1G042400、Seita. 1G308900、Seita. 9G470700 和Seita. 9G487500在3 個品種中干旱處理下均顯示表達量上調，且Seita. 1G042400、Seita. 9G470700 在干旱敏感型品種安-04 中差異表達顯著，對干旱脅迫的響應水平較高。此外Seita.4G116400 基因和Seita.8G168900基因分別在干旱敏感品種安-04 和抗旱品種沁黃2 號中干旱脅迫下表達量降低，表明其響應干旱脅迫的水平較低，推測其主要功能不在于響應干旱脅迫，可能參與其他生物學功能。

本研究對谷子基因組中的33 個KCS 基因進行了系統分析和鑒定，根據系統發育樹將其分為6 個亞家族，谷子和高粱、玉米KCS 蛋白顯示出更緊密的進化關系。對谷子KCS 基因上游啟動子區順式作用元件分析預測，發現KCS 基因中含有多種激素和逆境響應元件及轉錄因子結合位點，其中脫落酸響應元件和MYB 結合位點較多，推測KCS 基因在響應干旱脅迫時可能受脫落酸和MYB 轉錄因子的調節。谷子KCS 基因表達模式顯示，他們在穗和葉片中表達量較高，且多數基因響應干旱脅迫。

其中Seita.9G470700 和Seita.9G487500 基因在不同抗旱品種中都擁有較高的表達量且均受干旱脅迫誘導表達，同時均含有大量motif 基序和各種響應元件，據此推測，他們在谷子生長發育及響應干旱脅迫中發揮重要作用。這些發現為研究谷子中KCS 基因的功能提供了基礎，為谷子抗旱性品種的選擇和創制提供了新的線索。