棉纤维长度是决定纺织工业纤维质量的关键因素。了解纤维伸长率的分子机制将有助于增长纤维长度。Ligon-lintless-1(Lil)是一种单基因显性突变导致纤维变短。该突变体为研究棉纤维伸长的分子机理提供了一个很好的模型体系。本研究基于高通量技术和生物信息学分析,对Li突变体与野生型进行差异表达基因和长链非编码RNA的分析。并解析了陆地棉MYB和C2H2锌指转录因子的基因组特征和表达差异。主要结果有:1)利用基因芯片技术对Ligon-lintlessl(Lil)纤维发育早期的基因特性研究利用基因芯片技术和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对Li突变体与野生型进行差异表达基因(DEGs)的分析.虽然结果表明在开花后1,3和7天只有少数差异表达基因;但是检测到开花后5天有1915个表达差异基因,其中包括984个上调基因和931个下调基因。在本例中,Li-1纤维伸长的提前终止的关键阶段是开花后5天,因为在该时期有很多差异表达的基因。对突变相关的转录因子和其他蛋白质的研究可能有助于了解早期纤维伸长的分子机制。基因本体分析确定了一些在纤维发育早期对纤维伸长产生影响的关键GO terms。这些结果提供了转录因子的基本信息,这些转录因子有可能提供新的观点来理解棉纤维发育的分子机制。2)陆地棉MYB转录因子的基因组特征和表达分析MYB蛋白家族是一个在棉花中最丰富的转录因子,在棉花生长和演化中扮演着不同的角色。此前,一些与MYB家族的研究已经在陆地棉中做了相关研究了。随着近来陆地棉基因组序列的公布,为我们提供了识别和描述整个棉花MYB蛋白家族的一个很好的机会。本研究中,我们对棉纤维发育过程中MYB转录因子家族进行了全基因组特征及表达差异分析。总共得到524个非冗余的棉花MYB基因,其中1986个MYB和MYB相关候选蛋白,被分为包括1R-MYB,2 R-MYB,3 R-MYB,和4 R-MYB的四个亚科。基于系统进化树分析,MYB转录因子可分为16个亚组。结果表明,大多数(69.1%)GhMYBs基因属于陆地棉2R-MYB亚科。我们利用比较基因组学分析,提供了 MYB类转录因子在棉花纤维发育中的作用的新见解。这些结果提供了更深入了解MYB调控网络和研究纤维发育的新方法。3)棉纤维发育过程中C2H2锌指转录因子家族及其差异表达分析常见植物中的C2H2锌指蛋白家族在调节染色质转录和结构中扮演着重要的角色。只有很少植物中的C2H2锌指基因被研究,但是主要的C2H2锌指蛋白功能仍不清楚。在棉花中,许多C2H2锌指基因成员的基本功能和结构特点尚不清楚。在这项研究中,我们分别对陆地棉和雷蒙德氏棉的C2H2锌指蛋白家族进行了综合分析,确定了 386、196和296个C2H2锌指基因。基于进化树分析和内含子/外显子保守序列分析,C2H2锌指蛋白被分为7组。C2H2锌指基因以278个基因重复事件不均匀的分布在棉花所有染色体。同义的核苷酸替代率(Ka/Ks)分析表明,棉花C2H2锌指基因是受强阳性下选择,而且,C2H2锌指家族重复事件后有限制性功能分化。转录组分析(RNA-Seq数据)显示,C2H2锌指基因在不同发育阶段的差异表达模式不同。本研究提供了陆地棉C2H2锌指蛋白家族未来的实际基因组研究的有力证据。结果表明,C2H2锌指家族可能参与调控棉花纤维发育的起始和延伸阶段。这一发现在C2H2锌指蛋白家族中,对表征调节纤维发育的潜在重要候选基因提供了基本信息。4)长链非编码RNA在Ligon-lintless-1突变体的棉纤维发育中的作用和功能长链非编码RNA是基因的一部分,它们不编码蛋白却在植物的生长发育过程中发挥着重大作用。在Ligon-linless-l棉纤维早期发育停止中长链非编码RNA的存在以及它的功能尚不清楚。因为Ligon-lintless-1突变体具有独特的纤维发育过程,所以是研究棉花纤维停止发育的优秀模型.为了研究长链非编码RNA在纤维发育过程中的作用,研究长链非编码RNA在纤维细胞发育中的作用是非常必要且重要的。本研究中,我们从Ligon-lintless-1突变体和野生型中转录共得到正义(占91.5%)和反义(占8.5%)长链非编码RNA共18333条。LncRNAs和mRNAs分布在陆地棉整个基因组上。我们进一步发现,LncRNAs的外显子比mRNAs(编码蛋白的基因)少。检测到Ligon-lintless-1突变体和野生型在纤维发育0和8天两个时间表达呈现差异。我们观察到纤维发育8天LncRNAs含量显著高于纤维发育0天的含量,LncRNAs可能在纤维发育过程中起到负调控的作用。本研究的结果将为LncRNAs调节棉花纤维发育的分子机制提供有力的证据。