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胡麻是我国特色油料作物之一,可在冷凉贫瘠的土地上生长,耐逆性较强。胡麻油含有多种不饱和脂肪酸,如油酸、亚油酸、α-亚麻酸等。与常见的食用油相比,胡麻油中α-亚麻酸含量高达40%-60%,被称为植物中的“深海鱼油”。胡麻油可以修复更新脑神经细胞膜的不饱和脂肪酸链,具有健脑、促智、降血脂、抗血小板聚集和预防血栓形成等作用。胡麻油还含有人体所需的18种氨基酸、3种维生素(A、E、B1)和8种微量元素以及膳食纤维等,是一种高营养价值的食用植物油。深入了解胡麻种子形成及其发育过程中的遗传调控机理,对培育高含油率和产油量的胡麻品种具有重要意义。本论文运用高通量测序技术和分子生物学方法,鉴定胡麻种子发育中与脂肪酸代谢相关的miRNA,研究它们之间的调控机制。以Macbeth和黑亚14号两个品种为实验材料,选取4个发育阶段的种子测定种子含油率,构建miRNA文库。随着种子不断发育,含油率逐渐升高。通过高通量测序技术,从品种Macbeth的4个种子miRNA文库中共得到235个miRNAs,包含114个已知miRNAs和121个新预测miRNAs,其中21 nt长度的miRNAs数量最多。从品种黑亚14号4个种子miRNA文库鉴定到238个miRNAs,结果显示与Macbeth共同表达的miRNAs达230个,其中一些miRNAs的表达趋势与种子含油率的变化趋势在两个品种中基本一致。miR156a、miR397b在种子发育早期表达量低,含油率也低,到种子发育后期,miR156a、miR397b表达量升高,含油率也升高。通过靶基因裂解位点分析,验证了 miR156a的5个靶基因的裂解位点和miR397b的1个靶基因的裂解位点。通过对T3代的拟南芥进行表型分析,发现过表达胡麻miR156a不仅可以调控莲座叶数目和开花时间,还可以降低种子总含油量、改变脂肪酸的组成,尤其是α-亚麻酸、亚油酸和硬脂酸的含量显著性降低。通过分析脂肪酸通路中相关基因的表达量,发现脂肪酸去饱和酶基因FAD2和FAD3以及脂肪酸延长酶基因FAE1表达量下调。而过表达胡麻miR397b既可以增加莲座叶数目、降低株高,还可以提高种子总含油量和α-亚麻酸含量。通过分析野生型和转基因株系的转录组测序结果,发现与脂肪酸代谢通路相关的LEA3、FAD8、DOF5.7、LPAT5基因的表达量升高,这些结果表明miR397b参与调控脂肪酸合成。另外,为了进一步研究这些miRNAs在胡麻中的功能,通过农杆菌介导法,将这两种miRNAs转化胡麻,获得了T1代转基因种子,为今后在胡麻中进行功能研究奠定了基础。