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紫花苜蓿属于同源四倍体异花授粉作物,具有产量高,品质优良,适口性好等优点,被誉为“牧草之王”。紫花苜蓿多雌突变植株(mp1)比正常野生型植株(WT)多出1-2个雌蕊,但育性较低,属于部分雌性不育突变体,极大地降低了苜蓿种子的产量和品质。因此,本文通过二代高通量测序技术,对紫花苜蓿多雌突变体小花和野生型小花进行转录组测序和小RNA测序分析,以期挖掘与多雌蕊发育有关的miRNA及其对应的靶基因,阐明多雌蕊突变的分子机理,助推苜蓿创新种质资源的开发与利用。通过测序及关联性分析,得到的主要结果如下:1)采用Illumina HiSeqTM2500平台,对紫花苜蓿野生型和多雌蕊突变体的小花进行转录组测序分析,共筛选得到199,546,986条双末端clean reads。经过从头组装,共得到151,359条unigenes,并在NT、KO、Swiss-Prot、PFAM、GO和KOG数据库中进行功能注释。在校正P值<0.05水平上,共筛选得到2306条差异表达基因,包括1100个上调基因和1206个下调基因。通过差异表达基因的GO功能和KEGG富集分析发现,差异基因主要在植物DNA复制合成途径和细胞代谢途径中显著富集,其中可能与多雌蕊发育有关的上调基因主要在DNA聚合酶活性、DNA整合和DNA复制以及响应生物胁迫中富集。通过差异基因的转录因子分析发现,共有28个unigenes分属于14个不同的转录因子家族,其中MADS-box基因(c68049_g1,c60978_g2)可能参与多雌蕊的发育。2)将紫花苜蓿野生型和多雌蕊突变体的小花进行小RNA测序分析,分别筛选得到1,819,505和2,028,422条sRNA(长度区间为18-30nt),并对sRNA进行分类注释。通过miRNA家族分析,共筛选得到150个已知miRNA,分布于72个miRNA家族中,其中38个miRNA家族为苜蓿属特有的miRNA。通过新miRNA预测,共有80个新miRNA,这些新miRNA可能为紫花苜蓿物种特有的miRNA,其中9个新miRNA为突变体中特有的miRNA,可能与多雌蕊的突变有关。通过miRNA差异表达分析,共筛选出110个差异miRNA,其中上调miRNA47个,下调miRNA 63个。通过miRNA的靶基因预测,共有160个miRNA靶定2319个基因,表明1个miRNA可以同时靶定多个目标基因。通过对差异表达miRNA的靶基因进行GO富集分析,得到35个显著性GO描述,其中在生物过程方面,主要富集有防御反应、应激反应、细胞过程调控以及生物调控。通过差异表达miRNA的靶基因的KEGG富集分析发现,共有5个显著富集的KEGG代谢通路,分别为蛋白质运输、同源重组、黄酮与黄酮醇生物合成、剪接体和膜泡运输中的突出末梢蛋白相互作用。3)对转录组数据和小RNA数据进行关联性分析,得到18个差异表达的miRNA及其对应的27个差异靶基因以及两者之间的调控关系网络图。18个差异表达的miRNA与对应27个靶基因的表达模式并不完全一致。其中显著富集为DNA复制和分解代谢过程的6个基因(c80545_g1、c11129_g1、c80206_g2、c86423_g2、c76129_g6、c110910_g1)可能为影响多雌蕊发育的关键基因,而调控这6个靶基因的miRNA(mtr-miR393b-3P、mtr-miR5244、mtr-miR156j、mtr-miR2673a)可能是影响多雌蕊突变的关键miRNA。综上所述,紫花苜蓿多雌蕊发育可能由多基因和多miRNAs同时互作调控。显著富集在DNA复制及合成功能的上调差异基因可能为多雌蕊发育提供所需的物质,而显著富集在有机物质代谢过程的下调差异基因可能延缓雌蕊的代谢过程,为多雌蕊发育积累物质和信号;差异基因还可能作为转录因子,开启与多雌蕊突变有关的基因转录。与此同时,这些差异基因会受到相应miRNAs的调控,通过两者之间的复杂相互作用,从而最终影响多雌蕊突变的发生。