番木瓜(Carica papaya L.)是一种重要的多年生的热带果树作物,原产地为中美洲,现广泛种植在全世界的热带以及亚热带区域。番木瓜具有罕见的三种性别类型:雌性、雄性和雌雄同花,对应的基因型分别为XX,XY,XYh。性染色体Y和Yh具有高度的相似性。因此研究番木瓜性别染色体起源,雌雄同花和雄花是理想的材料。在番木瓜性别决定过程中,性染色体和性别决定基因起主导地位。微RNA(miRNA)能通过调控性别相关基因的表达使植物的性别发生变化。此外,植物激素和环境因素也能影响到植物的生长发育。本论文以经过甲磺酸乙酯(EMS)诱变的雄性突变株的雌雄同花和正常雄株的雄花为材料,利用RNA-seq测序技术比较雌雄同花和雄花的转录组差异,并鉴定了与番木瓜性别分化的相关的重要基因。同时,我们通过微RNA-seq技术,找到了与性别相关基因的调控分子miRNA。研究结果为我们揭示雄花中雌蕊发育及植物性别分化的分子机理提供了重要的理论基础,结果如下:(1)mRNA-seq分析鉴定番木瓜性别决定的重要基因以性突变体“MMH”及其正常雄性植株“AU9”品种的大于5mm的花为材料,样品经过高通.序手段比较和分析性别发生改变前后的基因表达变化情况。所有的突变体中一共检测到247个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)。DEGs 通过与拟南芥同源基因比对的注释,我们得到了 26个转录因子,25激素相关基因,14个转录蛋白。注释结果显示,很多与乙烯相关的基因在MMH中表达上调,而受光诱导的GBF1蛋白表达下调,结果中还发现.与心皮发育相关C2H2型锌指蛋白在MMH中表达上调。除此之外,我们的G0、KEGG、COG结果显示了与葡萄糖、蔗糖和淀粉代谢相关基因的表达水平在雌雄同花中发生显著变化。这些结果,暗示着光照、植物激素和糖类可能参与调控番木瓜的性别决定和败育雌蕊发育的生物过程中。同时,我们也得到很多与代谢酶相关的富集结果,表明植物内源激素的积累受到一些重要的代谢酶基因的表达水平变化的影响,调控番木瓜的性别分化。(2)寻找调控性别分化基因的miRNA同样地,我们以性突变体“MMH”及其正常雄性植株“AU9”品种的大于5mm的花为材料,构建小RNA文库并测序,采用生物信息学方法鉴定了 1 15个miRNA,包括属于23个家族的59个同源miRNA和56个未知的miRNA。预测结果中,发现有miR159、miR160、miR393、miR167等与花器官发育相关miRNA。同时我们分析了这115个miRNA在MMH和AU9表达差异情况,得到48个差异表达同源miRNA,18个差异表达未知RNA。然后对差异表达miRNA的靶基因预测,得到692个靶基因。最后,利用拟南芥库,GO、KEGG、COG富集注释靶基因功能。我们发现靶基因中转录因子中含有大量与蛋白激酶相关的基因,靶基因的GO富集中也显著富集到蛋白激酶活性,这可能表明性别决定因子与逆境中的植物激素表达相关。同时大量表达的靶基因还包括与花器官发育相关的NAC转录因子。miRNA靶基因中我们还发现受miR394调控的C2H2型锌指蛋白,这一结果符合我们差异表达mRNA的结果。miR394可能是调控番木瓜性别决定的重要因子。不仅如此,大量的靶基因富集到COG植物信号转导通路上。miRNA-seq分析证据表明,这些证据表明植物激素,C2H2型锌指蛋白很可能涉及雄性番木瓜雌蕊的发育和番木瓜性别决定。