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棉纤维是纺织工业中最重要的原料,是研究细胞伸长的理想模型体系。此外,纤维长度是棉花最重要的性状之一。已有许多研究报道发现miRNA参与调控纤维发育,然而大多数集中在对纤维起始的研究,对纤维伸长的研究报道还很少,对纤维伸长与miRNA相关的自然遗传变异缺乏了解,对miRNA参与调控纤维伸长的深入研究还不多。本研究以从陆地棉和海岛棉的回交自交系群体中筛选出纤维长度存在显著差异的两个品系(命名为“Long”和“Short”)为材料,研究miRNA与棉花纤维伸长的关系,主要结果如下:1.以“Long”和“Short”为亲本,构建包含1510个单株的F2群体,从中随机挑选148株进行简化基因组测序,构建高密度遗传图谱。该遗传图谱的总长度为3462.8cM,包含9182个单核苷酸多态性位点,标记之间平均遗传距离为0.38 cM。对F2和F2:3群体进行纤维长度QTL定位发现,一共检测到7个长度相关的QTL,其中在染色体A08和D03上检测到两个稳定的QTL:qFL-A08-1、qFL-D03-1,并发现这两个QTL都有前人报道过。对该群体进行重组热点分析,找到了 9个重组热点。利用亲本10DPA的RNA-seq数据,筛选到了两个纤维长度相关的候选基因:细胞色素b5(CB5,Gh_A08G1729)和微管末端结合基因(EB1C,Gh__D3G0232)。2.对“Long”和“Short”的开花后10天的纤维进行miRNA高通量测序,分析了 miRNAs及其靶基因在纤维快速伸长过程中的差异表达情况。进一步进行荧光定量PCR分析以验证结果。共检测到463个miRNA,其中47个差异表达,而且有9个差异表达的miRNAs能与前人报道的9个纤维长度QTL共定位,并对这9个miRNA的靶基因进行降解组、RACE验证和功能注释,找到了参与调控纤维伸长的候选miRNA。其中miR477b和miR160a能与多个QTL共定位。本研究还分析了异源多倍体棉花与其二倍体祖先种中miRNAs及靶基因之间的调控关系的变化。这些结果将有助于理解棉花中miRNAs纤维伸长的分子遗传调控机制。3.进一步对miR477b进行深入分析。在陆地棉和海岛棉中进行了 miR477家族的鉴定和分析,比较了两个材料中miR477序列的差异。利用病毒诱导基因沉默(VIGS)技术对miR477功能进行验证,发现过表达miR477b使棉花纤维伸长,而抑制miR477导致纤维变短。并对靶基因(DELL4)和下游相关基因(RDLL1和EXPA1)进行了表达量分析和序列比对。认为miR477对纤维伸长有重要作用。4.对miR160a-5p进行深入分析。在陆地棉和海岛棉中进行了 miR160家族的鉴定和分析,并比较了不同成员的表达量。VIGS功能验证发现,过表达miR160a-5p导致靶基因ARF17表达量下降,下游基因GH3随之下降,导致生长素积累增加,纤维显著伸长,而抑制miR160a-5p使纤维长度变短。本研究发现miR160a-5p参与纤维伸长的调控过程。