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紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是一种豆科的多年生苜蓿属牧草。细胞质雄性不育是高等植物中常见的生物学现象,常用于作物的杂交育种。随着紫花苜蓿细胞质雄性不育系及保持系的发现,对其机理的探索也在不断深入。本研究选用转录组及small RNA测序技术为手段进行紫花苜蓿细胞质雄性不育系分子机制的初步研究。通过得到的结果初步揭示了紫花苜蓿不育系的分子机理,为利用紫花苜蓿不育系进行杂交育种工作提供理论基础,有利于筛选培育更具优良性状的雄性不育种质资源。主要研究结果如下:1、经过RNA-seq共计获得clean reads 54.43G,将高质量的reads组装成95679个Unigenes,平均长度为768bp,质量值(Q)大于等于30的碱基数占总碱基数的90.87%以上;对紫花苜蓿不育系MSGN1A及保持系MSGN1B的花药进行基因表达量分析,并筛选出差异表达基因(DEGs),与保持系MSGN1B相比,不育系MSGN1A中共有187个基因差异表达,包括169个下调表达基因和18个上调基因;对187个DEGs进行GO和COG功能分类,发现具有催化活性、代谢过程、信号传导机制、碳水化合物运输和代谢、细胞过程、合成等功能的差异表达基因可能与紫花苜蓿细胞质雄性不育密切相关;KEGG功能分类和富集分析,结果表明:与紫花苜蓿细胞质雄性不育相关的主要代谢通路包括“碳水化合物代谢”通路,“戊糖、葡萄糖醛酸转换”通路,“氧化磷酸化”通路;随机挑选10个差异表达基因,实时定量PCR法验证这些基因的表达模式,结果显示其中9个DEGs的实时定量PCR分析结果与RNA-seq测序结果一致,具有相同的表达趋势。2、通过鉴定,共计检测到1478个miRNA,其中已知miRNA 1351个,新预测miRNA 127个。其中1351个已知miRNA,分属于136个miRNA家族;在差异表达miRNA检测过程中,以|log2(FC)|≥1;FDR≤0.01作为筛选标准,共计筛选出差异表达miRNA130个,包括90个上调表达的miRNA,和40个下调表达的miRNA;差异表达microRNA靶基因GO注释结果显示,micro RNA靶基因主要涉及的功能有:“代谢过程”、“细胞过程”、“信号生物过程”、“催化活性”等。差异表达miRNA靶基因KEGG通路分析结果显示主要的代谢通路包括:“氨基酸生物合成”、“碳代谢”、“植物激素信号传导”、“氧化磷酸化”、“淀粉蔗糖代谢”等;在差异表达的miRNA中,miR159、miR172、miR396、miR169等microRNA的靶基因功能均有可能导致花粉败育;对随机选择的8个差异表达microRNA进行荧光定量PCR验证,有6个micro RNA的结果与small RNA测序的表达模式是一致的。