硫解酶广泛存在于原核和真核生物中,发挥着合成和降解脂肪酸碳链的功能。在植物中,硫解酶对生长发育和逆境环境应答有着重要作用。谷子有着基因组小、自花授粉,生长周期短等特点,是一种理想的研究抗旱机制和基因功能的模式作物。目前,谷子硫解酶基因家族的鉴定和功能研究未见报道。本研究在全基因组水平上对谷子硫解酶基因家族成员进行了鉴定,并分析了硫解酶蛋白的理化性质、序列特性、组织表达特性;利用实时荧光定量PCR对干旱胁迫下谷子硫解酶基因家族成员的表达模式进行分析;利用CRISPR-Cas9技术构建了谷子KAT亚型硫解酶编码基因的敲除载体;利用原核表达系统对谷子硫解酶基因家族关键成员SiKAT1进行了抗旱功能分析,主要研究结果如下:1.在全基因组中鉴定得到了5个硫解酶编码成员,位于4条染色体上;编码的蛋白长度为401至461aa,分子量为41至48k Da,等电点在6.02至8.44之间;均含有硫解酶特有的2个保守基序和硫解酶的半胱氨酸活性催化位点。2.系统进化分析显示,谷子硫解酶分为两个亚家族(KAT和ACAT)。SiACAT2和SiACAT3所编码的蛋白为酸性蛋白,SiACAT1、SiKAT1和SiKAT2所编码的蛋白为碱性蛋白,KAT型硫解酶编码基因有14个外显子,ACAT型硫解酶编码基因有13个外显子;KAT亚型的蛋白具有靶向过氧化物酶体的PTS2序列,SiKAT1和SiKAT2为同源基因。3.谷子硫解酶基因家族具有组织表达特异性,KAT型硫解酶在根、茎、叶、穗部位高表达,ACAT型硫解酶在根、茎、叶、穗部位表达量均相对较低;启动子区含有多种光响应元件、激素类响应元件、胁迫诱导元件。干旱胁迫下,硫解酶基因家族5个成员在地上和地下部分均有不同程度的响应,SiKAT1在地上和地下部分对干旱响应最为敏感。4.SiKAT1在大肠杆菌中的表达提升了大肠杆菌在PEG处理下的菌落数,表明SiKAT1在体外发挥着抗旱功能。