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苎麻一般一年收获三季,多项研究均发现不同季节苎麻纤维品质尤其是纤维细度存在明显差异,然而其生理和分子机理却鲜有报道。苎麻是韧皮纤维作物,通过生物技术对其纤维品质进行定向改良亟需开发韧皮部特异（优势）表达启动子。随着转录组学在苎麻研究领域的不断应用,已经积累了大量具有研究价值的候选基因,这些基因的功能验证工作及后续应用也都需要用到启动子。基于这些问题,本研究联合二代高通量测序和三代全长转录组测序在转录水平上解析不同温度模式下苎麻纤维品质存在差异的原因,同时对韧皮部蛋白（PP2）家族进行鉴定和表达分析以及分离了5个苎麻内源启动子并在拟南芥中进行了功能分析。主要实验结果如下:1.不同温度模式下苎麻茎皮转录组研究本研究对两种温度模式（High Temperature Patterns,HTP;Low Temperature Patterns,LTP）下苎麻茎皮上、中、下三个部位进行二代转录组测序并分别混合HTP和LTP样品进行三代转录组测序,并以三代测序结果为参考序列进行后续分析。通过全长转录组测序我们一共获得353495个转录本及139530个基因,其中转录本N50长度在3000 bp以上,测序质量较好,同时二代测序clean reads的mapped率均大于83%,mapped效率较高。差异表达分析显示:茎皮上部、中部和下部差异基因数目分别为:3791、7160和3277。通过分析HTP与LTP处理下苎麻表型差异及相关基因表达模式,揭示温度影响苎麻纤维细胞大小的可能调控机制:HTP处理使expansin、extensin等基因上调而导致细胞壁松弛、细胞膨胀;HTP也使pectin methyltransferase基因上调并抑制pectin methylesterase inhibitor表达,导致细胞壁果胶成分降解加剧,降解果胶产生的果胶酸形成局部酸性环境,而酸性环境则可能刺激expansin活性,加剧细胞不可逆膨胀,从而导致纤维细胞增大、纤维增粗。此外,温度影响苎麻化学成分的机制十分复杂,从测序结果中我们推测温度可能是通过影响cellulose synthase、cellulose synthase-like、xyloglucan glycosyltransferase、pectin methylesterase、pectin methylesterase inhibitor、COMT、CAD和PAL等基因的表达使苎麻纤维化学成分发生改变从而影响纤维品质。2.苎麻PP2家族基因鉴定与表达分析本研究一共鉴定了15个BnPP2基因并系统性分析了它们的表达模式。BnPP2基因在苎麻茎皮和叶柄中响应高低温胁迫呈现规律性变化,高温处理使叶柄中所有BnPP2基因上调,而低温处理使茎皮中所有BnPP2基因上调。BnPP2基因对生物胁迫更敏感,虫害处理能显著诱导BnPP2基因表达,特别是BnPP2-7、BnPP2-8、BnPP2-9、BnPP2-10和BnPP2-15,其中BnPP2-15的启动子活性也受到机械损伤和虫害诱导。这些结果为BnPP2基因功能的解析提供了参考,也为将来进一步研究这些基因是否具有抗虫潜力提供了基础。3.苎麻组织特异型启动子克隆本研究采用UFW方法克隆到五个苎麻内源启动子,分别是BnPP2pro-15-2086、BnGDSpro-1872、BnSTMpro-1417、BnSUS1pro-1690和BnSUT2pro-2239。对各启动子进行合适截短并在拟南芥中进行功能分析,结果显示:BnGDSpro-487具有的维管组织特异性;BnSTMpro-1417及其截短片具有顶端分生组织特异性;BnSTMpro-1233具有根尖特异性而BnSTMpro-425具有根结特异性;BnGDSpro和BnSTMpro的活性受CuSO4处理诱导;BnSUS1pro-1690和BnSUS1pro-1420呈现出维管组织特异性功能;BnSUT2pro-2239及其截短片段(除BnSUT2pro-231外)为组成型且受伤害诱导启动子。本研究为阐明温度影响苎麻纤维品质的分子机理奠定了基础,也为后续苎麻分子遗传改良提供了大量候选基因,同时还扩充了植物启动子数据库,为植物基因工程提供更多启动子选择。