背景：虽然性别决定遗传机制在动物中,尤其是高等脊椎动物中已经比较明确,但植物的性别决定遗传机制目前还不十分清楚.而且,植物由全能的分生组织细胞分化形成复杂的生殖器官——花,其变化超过植物体其他任何组织,正因为这种变化,使生物学家从很久以前就对植物的性别分化展开研究.然而,在众多有性繁殖的植物中,大多数植物是雌雄同株,包括雌雄异花同株或雌雄同花同株.只有大约4％的植物是雌雄异株.与染性色体已进化到最后阶段的哺乳动物不同,植物的性染色体记录了性染色体演化的不同阶段,性染色体进化的历史可在植物中进行追溯.杨树和柳树同属杨柳科,杨树是木本植物基因组研究的模式物种,其全基因组已完成测序.杨柳科植物比较基因组研究发展,杨属植物和柳属植物的基因组有相同的起源,且具有高度的同线性顺序.杨柳科植物是雌雄异株植物,由于其良好的基因组学研究基础,所以杨柳科植物是研究植物性别分化机制的理想遗传学材料.杨树一般开花需要4-6年的时间,而原产我国的簸箕柳是当年开花的小灌木,因此簸箕柳更适合用于植物性别分化机制研究.在本文中,我们以簸箕柳为研究材料开展转录组基因表达差异比较分析,旨在发展控制柳树性别分化的候选基因,为阐明其性别决定机制提供信息基础.方法和结果：分别以簸箕柳雌、雄花序为材料,利用454焦磷酸测序得到了120多万条高质量的鸟枪序列(shotgun reads),共计467.96Mb.序列平均长度389bp,其中571,945条来自雄株,629,683条来自雌珠.这些序列拼装得到29,048个基因片段(contig)和132,709低表达的单一序列(singleton).根据毛果杨注释的基因序列,有21365条contig和39482条singleton和毛果杨基因序列高度同源.GO分类分析发现共有16308个基因至少有1个GO分类号.KEGG分析发现有6820个基因涉及291条生化途径.有49.97％ (80,801)的基因能够定位到毛果杨染色体上,其中第8号和第17号染色体上富集了大量的低表达序列.如果两个基因间的距离小于1000bp且两者的注释信息一样,则认为这是同一个基因.最后得到31096个基因分布在208个染色体骨架上.根据在雌、雄花序中的表达,有6505个基因只在雌性中表达,5850个基因只在雄性中表达.有18741个基因在雌雄花序中同时表达,在这些同时表达的基因中,有519个基因在雌性花序中的表达水平显著高于雄性花序.与此相反,有281个基因在雄性花序中的表达水平显著高于雌性花序.研究发现,杨树的第19条染色体是杨树中正在形成的原始性染色体.染色体定位分析显示,有177条雌性特有基因和153条雄性特有基因,以及17条在雌性表达显著高于雄性的基因和10条在雄性中表达显著高于雌性的基因,被定位在第19号染色体上. 结论和意义：从两个不同性别的柳树花序中得到大量的EST序列,通过生物信息学分析确定了在两个不同性别花序中差异表达的基因.本研究为进一步了解杨柳科植物性别决定的分子机制提供了有价值的信息和丰富的序列资源.