棉花是一种重要的经济作物,其中棉纤维是主要的纺织原料,棉籽也是一种重要的油料来源。由于棉花的生长发育和产量受到水分胁迫的严重影响,因此阐明棉花应答水分胁迫机制对于培育抗逆性强的棉花新品种有重要意义。本文采用基因芯片和小RNA测序对陆地棉和亚洲棉水分胁迫下不同器官的转录组和小RNA进行研究,以期推动棉花应答水分胁迫机制的研究,同时为棉花抗逆品种的改良提供候选基因。陆地棉是棉花四大栽培种之一,种植面积达90%以上。本文采用Affymetrix公司生产的Cotton Genome Array对陆地棉TM-1进行表达谱分析,实验材料选取苗期100mM NaCl处理3h后的根系。通过芯片数据分析,共检测到1503个上调探针组和1490个下调探针组。同时采用实时荧光定量PCR验证了42个相关基因。为了研究其中包含的生物学过程,对这些变化的基因进行了GO富集分析、MapMan分析以及比较基因组学分析。GO分析结果表明,一些重要的生物学过程明显富集,如响应水分胁迫的生物学过程、激素代谢途径、信号转导途径等。此外,一些参与非生物胁迫和生物胁迫的重要基因家族如WRKY、ERF、JAZ家族表达都发生变化,其中挑选了JAZ家族的一个基因进行克隆,并转化到拟南芥中,进一步研究其功能及相应的分子机制。亚洲棉是二倍体棉,虽然栽培面积很少,但是能够在干旱和炎热的环境下生长,有很强的抗胁迫能力,且遗传稳定性高,是很好的育种资源。miRNA是真核基因组中普遍存在的调控因子,可在转录水平和转录后水平调节靶基因表达。本论文采用第二代测序技术Solexa对亚洲棉干旱胁迫、盐胁迫下根、茎、叶三种器官中的小RNA进行测序,并结合RNA-seq的结果,对1niRNA及其靶基因的调控模式进行解析。通过对1niRNA的差异表达分析,共得到539个差异1niRNA,其中在PEG处理下共有394个miRNA差异表达,而NaCl处理下则有451个]miRNA差异表达。对这些差异miRNA进行靶基因预测,共得到3419个靶基因,其中3270个基因有NR数据库注释结果,这些靶基因包括多种转录因子,如NAC家族基因、MYB家族基因、GRAS基因家族、bZIP家族基因、HD-ZIPⅢ转录因子和类PPR超级家族等。通过对miRNA与靶基因表达水平的相关性分析发现,水分胁迫下有一部分miRNA负调控其靶基因。对靶基因做GO注释发现,激素应答和防御应答是其中最显著的两个词条。另外还用Mireap预测出618个新的miRNA,并对其前体的二级结构和靶基因进行预测。本论文通过对棉花基因芯片表达谱和小RNA测序数据分析,发现了一系列可能与干旱和盐胁迫应答相关的功能基因和调控]miRNA,很大程度上丰富了棉花应答水分胁迫的知识,为阐明其调控机制提供参考。