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东农冬麦1号作为黑龙江省唯一能安全过冬的栽培品种,有着重要抗寒miRNA和miRNA相关靶基因资源。本研究旨在挖掘东农冬麦1号的优良抗寒miRNA资源。一方面揭示“东农冬麦1号”强抗寒机理,拓宽冬小麦抗寒遗传基础,为栽培冬小麦转基因研究提供优良抗寒miRNA靶基因源,从而最终为北方地区栽培冬小麦的改良做出重要贡献；另一方面也为miRNA代谢机制的深入研究提供重要信息。本研究以东农冬麦1号分为试验材料,在大田自然降温条件下,分别于5℃、-15℃和-25℃三个不同低温下取材分蘖节,采用HiSeq技术进行高通量测序,测序片段长度经统计分析进行Rfam(10.1)、Genbank数据库和重复序列筛选,最后把所有的得到的片段进行注释分类,找到三个温度点的所有miRNA,包括已知和未知miRNA。对已知miRNA进行分析,首先进行碱基偏向性分析,构建三个温度时间点miRNA表达谱,然后进行miRNA差异分析,并构建miRNA差异表达谱,然后对已知的miRNA进行表达差异分析和家族分析：对未知的miRNA进行预测分析,包括碱基偏向性分析和二级结构预测,未知miRNA的表达差异分析和靶基因预测,最后预测其未知miRNA的功能。主要研究结果如下：1.小麦Small RNA测序数据处理及统计分析采用Solexa测序得到序列长度为10-35nt的小RNA片段,其中文库中数量最多的小RNA是24nt和21nt,最终在5℃、-15℃、-25℃三个温度条件下获得的洁净reads总量分别是10024183、9448982和10868683。将reads片段与Rfam(10.1)和Genbank数据库比对,去除其中可能的rRNA、scRNA、 snoRNA、snRNA和tRNA。剩下的reads片段通过重复序列比对去除不同类型的重复序列,最后经sRNA分类注释筛选,获得三个不同温度下筛选出的miRNA总数分别为1299843、1167152和1544325。2.在冷诱导下小麦中已知miRNA鉴定及差异表达分析构建小麦已知miRNA表达谱。在小麦miRBase中的已知miRNA有44个,在东农冬麦1号三个样品中(分别为5℃、-15℃、-25℃下取样分蘖节)分别发现有35、29和31个,分析小麦保守miRNA阅读框的数量后,发现这些miRNA的表达频率差异很大,其中11个miRNA出现的序列次数相对较高。在差异分析中发现5个与冷诱导有关的miRNA,分别是tae-miR156、tae-miR398、tae-miR160、tae-miR444和tae-miR444b。tae-miR156的表达丰度最高,有下调表达趋势；tae-miR398明显上调表达且差异显著；tae-miR160显著下调表达;tae-miR444和tae-miR444b皆为显著下调表达。根据差异表达分析和已有报道的靶基因分析,本研究推测以上五个miRNA与东农冬麦1号抗寒有关。3.东农冬麦1号中的部分已知miRNA鉴定及差异表达分析东农冬麦1号在冷诱导下发现了567个已知miRNA,其中发生显著或极显著差异表达的共164个,我们选择其中的30个miRNA进行差异表达分析,在东农冬麦1号中筛选获得了14个差异表达的已知miRNA,其中3个与花发育有关,分别是Tae-miR166、 Tae-miR172;5个与冷诱导有关,分别是Tae-miR393、Tae-miR169, Tae-miR397、Tae-miR319和Tae-miR165;6个功能未知miRNA,但由冷诱导产生、丰度高,且差异显著的已知的miRNA,分别是Tae-miR5565、Tae-miR5029、Tae-miR5070、Tae-miR5139、Tae-miR5218和Tae-miR3704。4.预测新的miRNA本研究在三个低温时间点上共发掘出378个新的小麦miRNA,其中5℃下获得124个,-15℃下获得96个,-25℃下获得125个。三个低温点分别预测到的靶基因数分别是89个、7个8和99个。在预测miRNA数据库中挑选表达量大、均一化处理后表达差极显著的miRNA,最终在东农冬麦1号中筛选出了14个新miRNA。通过建立预测新miRNA表达谱,并利用Mireap软件预测,发现这14个miRNA都具有代表性的二级茎环结构。对选择的14个新miRNA进行靶基因预测,其中7个预测到了靶基因,另7个没有预测到靶基因。本研究对感兴趣的3个新miRNA进行了靶基因分析,初步预测了这3个新miRNA的功能是与低温有关。