Small RNA (sRNA)是一类非编码的,能够在转录水平和转录后水平调控基因表达的小分子RNA。植物中的小RNA在植物的生长发育、组织器官的形态建成、逆境应答和信号转导等过程中发挥重要的调控作用。sRNA主要分为]nicroRNA (miRNA)和small interfering RNA (siRNA)两大类。目前对玉米(Zea mays)中sRNA的研究报道较少,因此研究sRNA在玉米中的表达对理解其生物学功能具有重要的意义。本研究致力于在玉米全基因组水平上构建miRNA和siRNA的时空表达模式、发掘玉米新的1niRNA以及鉴定miRNA的靶基因。采用高通量测序技术,构建了玉米授粉后10天的种子、授粉后25天的胚和胚乳以及萌发后14天叶片的miRNA表达谱。共鉴定了108个已知的miRNA,组成29个miRNA家族,和54个新的miRNA,组成43个miRNA家族。同时结合玉米中其他组织的小RNA测序数据,我们详细分析了已知miRNA在发育中的胚和胚乳、叶片、幼苗、根、雌穗、雄穗和花粉中的表达情况,结果表明不同组织中miRNA的表达具有时空特异性,并且在不同发育阶段的种子中niRNA的表达也有差异。另外鉴定了一个mirtron miRNA,这种新类型的miRNA目前尚未在玉米中报道。为了系统的鉴定玉米中miRNA的靶基因,构建了授粉后10天的种子、授粉后25天的胚和胚乳、花丝、雄穗以及幼苗6个组织的降解组测序文库并进行了高通量测序。共鉴定了37个已知miRNA的40个靶基因,这些靶基因中既有转录因子类,也有其他功能蛋白如离子结合蛋白等。这些靶基因中有6个通过5’RACE实验得到了验证。另外还发现,miRNA与靶基因的结合位点不仅位于之前广泛报道的mRNA的3’UTR和CDS区,还有一部分位于mRNA的intron区,这是新发现的1niRNA的作用位点。利用降解组测序,除了鉴定miRNA的靶基因,还分析了miRNA前体的剪切位点的规律,发现玉米中有4个miRNA的前体是经过特殊的“loop-first”的方式进行切割并产生成熟的miRNA。此外,分析了siRNA在基因组中的分布,结果表明授粉后25天胚乳中的siRNA在基因区的表达明显高于基因间区和重复序列区,而同时期的胚中未发现有明显变化。与其他组织相比,授粉后10天种子中siRNA的总表达水平最高。为了研究重复序列相关的siRNA (ra-siRNA)在玉米种子发育过程中的作用,分析了玉米10个组织中ra-siRNA在重复序列区域的分布规律和在不同转座子超家族中的表达水平,结果表明ra-siRNA在重复序列的5’起始区域表达水平最高,在LTR类型的转座子中的表达水平最高,其中的24nt siRNA在授粉后25天的胚中出现了富集而在相同时期的胚乳中表达水平较低,表明24nt ra-siRNA在胚和胚乳中的作用不同。综合对转座子超家族和ra-siRNA的分析结果,发现ra-siRNA对胚和胚乳发育过程中全基因组范围内的基因沉默具有不同的并且保守的调控作用。另外,构建了一个新miRNA (miR02)的干扰载体,通过基因枪法转化玉米并获得阳性植株。在T2代种子中miR02的表达水平是野生型的0.79倍,而部分预测靶基因的表达水平升高。在超表达miR02的玉米原生质体中,miR02的表达水平上升了近12倍,但是预测的靶基因的表达水平并没有明显的下降。因此需要进一步的研究来阐明miR02在玉米中的功能。