金银花作为一种多年生的常绿缠绕藤蔓植物,是一种具有很大经济价值的草药,广泛种植于东亚国家,如中国,日本,和朝鲜。药理学研究显示金银花作为药材有抗菌,抗病毒,抗内毒素,抗炎和解热的作用。因此,金银花经常被用于治疗由于人体疾病引起的呼吸综合征,禽流感H1N1和手足口病。同时金银花也被广泛作为一种健康饮品来食用,这使得金银花的花朵在药草贸易市场的商业价值近期得到了快速的提升。虽然二代测序/下一代测序技术(NGS)已经被用于金银花的转录组研究,但是由于当时的测序水平和分析方法限制,没能获得非常全面准确的转录组信息。另外,mi RNA作为一种重要的非编码小RNA,但到目前为止还没有相关研究对金银花的miRNA表达谱进行过全面的研究,这都妨碍了人们对金银花功能基因组学及药理学的深入探索。在本文中,通过利用Illumina Hiseq 2000测序平台分别对金银花的花和叶的转录组进行了高通量测序,从花和叶中共获得超过2亿clean reads的转录组数据。使用Trinity软件把总共2.3941亿clean reads进行了从头组装,共获得了150523个UniGenes,组装得到的UniGenes平均长度为632bp,N50长度947bp。把所有UniGenes比对到数据库:Nr,SwissProt,COGs,GO和KEGG进行注释。差异表达分析发现有35327个基因在金银花的花和叶中存在明显的差异表达(FDR≤0.001),在其中有6602个差异表达基因(DEGs)参与到重要的生物过程中,如:代谢过程,应激响应,细胞过程等,另外通过qRT-PCR实验验证叶与花中的部分差异表达基因进行了验证。KEGG分析显示前十个主要的生化通路包含了4564个UniGenes,其中有三种酶SK1,C4H和HCT参与到了绿原酸的合成,这三种酶在金银花的花中表达上调。另外,本文还对金银花的转录组UniGenes进行了SSR筛选统计,转录因子(TFs)和酶的比对识别。由于miRNAs作为小非编码RNA分子在基因的转录后水平起到了重要的调控作用,近年来二代测序/下一代测序技术(NGS)也被广泛应用到小RNA测序研究中,但据我们了解,目前还没有报道关于金银花miRNA表达谱的研究。在本文中,同样通过下一代测序技术来对金银花的花和叶两种组织中的miRNAs表达谱进行了全面深入的研究,从花和叶总共中得到了2.297千万clean reads的测序数据,通过相关生物信息学分析,得到了包含于20个miRNA家族的146个保守的miRNAs,同时预测发现了110个潜在的新miRNAs。同时,通过差异表达分析,发现花和叶中有72个mi RNA存在较明显的差异表达(P≤0.001),表明miRNA的表达存在着明显的组织特异性,并通过qRT-PCR实验证明了miRNA差异表达分析结果的可靠性。此外,重点对miRNA的靶标进行了预测,为了进一步了解这些靶基因的功能,本文还对这些靶基因进行了功能注释并利用软件Cytoscape构建了mi RNA-mRNA与mRNA-mRNA的调控网络。最后通过RLM-5’RACE实验对部分miRNA的预测靶标进行了验证,得到了7个miRNA与对应靶标基因的断裂位点。通过本项研究,我们利用二代测序/下一代测序技术(NGS)获得了金银花更加完整准确的转录组数据与miRNA表达谱,并结合金银花的转录组数据,分析得到了金银花中miRNAs靶基因及其相互之间的网络调控关系,这为将来对金银花的功能基因组学和药理学研究提供了重要的参考数据。