棉花具有重要的经济价值，选育优质、高产、多抗的棉花新品种是育种工作者的主要目标。棉花具有较强的杂种优势，利用杂种优势可以大幅度提高棉花的产量和纤维品质。细胞核雄性不育是棉花杂种优势利用的主要途径之一，因此其分子机理的研究显得尤为重要。近年来，高通量测序技术的飞速发展以及四倍体陆地棉全基因组测序的完成为研究棉花雄性核不育的分子机理提供了便利条件。miRNA是植物中普遍存在的重要转录后调控小分子，已经被证明在多种植物生长发育过程中起调控作用。本研究以洞A核不育系和可育系的花药为材料，通过小RNA测序和转录组测序来系统分析洞A不育系花药败育过程中相关的miRNA和编码RNA，初步阐述洞A不育系雄性败育的分子机理。
　　本文构建了洞A不育系与可育系花药发育的减数分裂期、四分体时期和单核期的花药的六个小RNA库，通过Illumila测序总共获得了81151346条可分析的序列。以四倍体陆地棉TM-1基因组序列为参考基因组，共鉴定到80个已知miRNA和220个新的miRNAs。分别对三个时期小RNA库中miRNA测序数进行比较分析，共鉴定出了71个差异表达的miRNA（家族）。通过实时定量PCR验证了其中8个差异表达miRNA在可育系和不育系花药发育的三个时期的表达模式与测序数据相一致。
　　通过降解组测序共检测出16个已知miRNAs和36个新的miRNAs的117个靶基因，这些靶基因主要是一些植物生长发育过程中重要的转录因子（ARF、MYB、NAC、SBP、AP2和GRAS等家族）和酶蛋白（蛋白激酶、转移酶、泛素蛋白酶、过氧化物酶等），暗示着miRNA可能通过调控这些靶基因的表达在洞A不育系花药败育过程中发挥重要作用。
　　通过转录组测序分析，比较分析了洞A不育系与可育系在花药发育的减数分裂期、四分体期和单核期差异表达的基因，分别检测出3343个、5480个和7159个差异表达基因。在不育系四分体时期和单核期花药中下调表达的基因数目明显多于上调表达的基因数目，表明不育系四分体期和单核期花药中大多数基因的表达受到抑制。实时定量PCR验证了6个差异表达基因在可育系和不育系花药发育三个时期中的表达模式，与转录组测序得到的表达趋势相一致。通过GO和KEGG富集分析，发现差异表达基因可能通过参与蔗糖和淀粉代谢、碳水化合物代谢以及植物激素信号转导等代谢通路来调控洞A雄性不育的形成。
　　通过三个组学的联合分析，发现ghr-miRNA172、nGhmiR68/69和nGhmiR92分别靶向作用于AP2、ARF17和MYB33，这些靶基因在转录组测序中的表达量与对应的miRNA测序表达量呈负相关。拟南芥中，AtAP2在花药发育过程中起重要作用，AtARF17可以响应生长素从而影响花粉外壁的形成和花粉发育，AtMYB33与绒毡层的发育相关，可以推测ghr-miRNA172、nGhmiR68/69和nGhmiR92可能通过负调控靶基因在洞A花药败育过程中发挥调控作用。