菠菜（Spinacia oleracea L.），又名波斯菜、田菜等，通常为雌雄异株植物，雌株和雄株在形态上有明显差异，雄株花常呈穗状，着生于花茎的顶端或叶腋处，雌株花常多个花蕾成团着生于叶腋处，其性别决定方式为XY型，性染色体演化水平处于性染色体演化的第二阶段。菠菜的染色体组（2n=12）较小，单个染色体组的基因组大约为1000Mbp，是雌雄异株植物中研究植物性别分化非常好的实验材料。目前已有细胞学研究证明菠菜最大的一条染色体（1号染色体）上具有性别决定相关的X、Xm、Y三个复等位基因，为菠菜的性染色体，雄性菠菜的基因型为XY，雌性菠菜的基因型为XX。目前X、Xm、Y三个复等位基因位点尚未被成功克隆，并且尚未有菠菜性染色体连锁功能基因克隆的报道，同时菠菜的性别决定基因尚未被发现、性别决定分子机制尚不清楚。基于上述问题，本研究采用染色体显微分离与杂交特异性扩增（hybrid sequenceamplification, HSA）相结合的一种较为新型的技术方法，将菠菜Y染色体DOP-PCR产物与雄性菠菜开花期花的cDNA杂交，以雌性菠菜基因组作为封阻，构建了Y染色体上特异表达的cDNA文库，并对cDNA文库中的EST序列进行了克隆、测序及生物信息学分析。本文获得了多个菠菜Y染色体特异表达的EST序列，为菠菜性别决定和性别分化机制的研究提供了理论依据，同时为植物性染色体演化的研究提供了一定的研究基础。主要研究成果如下：1.成功对菠菜Y染色体进行了显微分离及DOP-PCR扩增，并进行了来源验证和分析；2.成功建立了一种新型的快速克隆菠菜Y染色体特异EST序列的技术方法体系；3.构建了菠菜Y染色体上特异表达的cDNA文库，获得了90条有效的EST序列，片段大小介于53~486bp之间。经Blastn同源比对分析，有12条EST序列具有同源核酸序列，物种分布于菠菜、无油樟、拟南芥、垂枝桦、蓖麻等植物中。经Blastx同源比对分析，有25条EST序列具有同源的编码蛋白的核酸序列，物种分布于葡萄、水稻、大洋洲滨藜等物种中。使用Blast2Go，以1E-10作为临界值，进行EST序列的基因本体（GO）的注释，其中有18条EST序列具有523个GO功能注释，其中生物学途径结果有367个，占70.17%；细胞组件注释结果有44个，占8.41%；分子功能注释结果有112个，占21.42%。4.综合Blastn和Blastx分析结果，发现EST序列SP1-60与菠菜编码过氧化物酶的mRNA序列具有98.60%的相似性；EST序列SP2-52与拟南芥线粒体half-ABC转运相关蛋白的mRNA序列相似性有98.96%的相似性，ABC转运蛋白与植物生长发育及抗逆生长等生理活动相关；EST序列SP3-12与垂枝桦组氨酸激酶3的mRNA序列相似性达87.64%；EST序列SP4-42与日本鳗鲡中编码RecA家族中的DMC1的eDmc1mRNA序列相似性达96.58%，DMC1与动物雄性的性别发育及植物的减数分裂相关，缺失DMC1基因则可能会导致雄性不育现象及染色体碎片的形成；EST序列SP5-13与蓖麻铁转运蛋白的mRNA序列相似性达99.80%，铁转运蛋白与植物生长及胚胎发育相关；EST序列SP5-62与大洋洲滨藜S-腺苷-L-蛋氨酸合酶4的AnSAMS4mRNA序列相似性达81.88%。结果表明：EST序列SP2-52、SP4-42和SP5-13可能在菠菜雄性植株的生长发育过程、雄性性别的分化及减数分裂过程中都起到一定的作用，可能对于菠菜的雄性性别决定起到一定作用，但其作用机制还有待后续实验研究进行分析和验证；而未能获得比对结果的序列，可能是菠菜中新发现的表达序列，其具体的功能还需要后续研究进行探索。