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谷子(Setaria italica(L.)Beauv.)是我国干旱和半干旱地区广泛种植的粮食作物之一,具有抗旱,耐贫瘠,适应性广等特点。盐害、干旱等非生物逆境严重制约谷子的产量和品质。CBL蛋白(calcineurin B-like protein)是植物中所特有的一类Ca2+感受器,CBL与其互作的蛋白激酶CIPK(CBL Interacting Protein Kinase)构成CBL-CIPK信号系统,在非生物逆境胁迫中起重要作用。本研究通过实时定量RT-PCR方法,研究了谷子SiCBL4、SiCIPK24两个基因对盐、干旱、高温、低温、氧化胁迫和ABA等逆境胁迫的响应情况。发现谷子SiCBL4和SiCIPK24响应盐、干旱、ABA等多种逆境胁迫;通过进化树分析和氨基酸序列比对分析,发现SiCBL4和SiCIPK24与拟南芥、水稻、玉米中SOS途径中的SOS3、SOS2在进化上高度保守。组织表达谱分析表明SiCBL4在幼嫩叶片中表达量最高,SiCIPK24在根、茎、幼叶、成熟叶、穗子等组织中都有表达。在谷子原生质体中亚细胞定位显示SiCBL4定位于细胞膜上,SiCIPK24定位于细胞质中。利用双分子荧光互补实验(BiFC)和酵母双杂交实验(Y2H)进行体内体外互作验证,表明SiCBL4和SiCIPK24能够互作,并且在原生质体中的BiFC结果显示,SiCIPK24与SiCBL4互作后定位于细胞膜上。此外我们在拟南芥中对SiCBL4和SiCIPK24功能进行了研究。将SiCBL4和SiCIPK24基因过表达载体分别转入突变体(sos3、sos2-1)和野生型拟南芥中,发现SiCBL4和SiCIPK24与拟南芥中的AtCBL4(SOS3)和AtCIPK24(SOS2-1)功能相近。随后利用点突变的方法证明了SiCBL4蛋白N-端的豆蔻酰化位点对SiCBL4的功能有至关重要的作用,豆蔻酰化位点突变后,影响其亚细胞定位和盐胁迫条件下的信号转导。最后,利用原生质体瞬时表达系统和双分子荧光素酶报告系统,鉴定出一个间接负调控SiCBL4的WRKY转录因子SiWRKY17。综上所述,本研究通过生物信息学,亚细胞定位,BiFC和Y2H,转基因等分子生物学手段,鉴定出SiCBL4-SiCIPK24响应盐胁信号途径,并分析了SiCBL4启动子序列,鉴定出间接负调控SiCBL4的转录因子SiWRKY17。本研究为今后进一步进行谷子抗逆机理及分子育种奠定了基础。