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水稻（Oryza sativa）作为主要的粮食作物被全世界一半以上人口食用。干旱和高温胁迫是危害最大、分布最广的非生物胁迫,严重制约了水稻的生产。近年来,随着植物分子生物学的发展,一些学者发现许多水稻micro RNAs（miRNAs）在逆境胁迫中发挥重要的作用,是提高水稻抗性的一种非常有前景的手段。然而,miRNAs对水稻干旱和高温胁迫响应的表达调控机制尚不完全清楚。本研究通过生物信息学分析和实验,探讨了miRNAs及其靶基因在干旱胁迫下的主要分子功能和参与的信号途径;利用水稻全基因组微阵列技术,对高温胁迫下水稻减数分裂后期幼穗的全基因组表达谱数据进行了分析和挖掘;筛选和识别了在高温和高温干旱复合胁迫下水稻花药和授粉雌蕊中均差异表达的敏感基因,并对其进行序列可视化和功能分析,预测其受哪些miRNAs调控。主要研究结果如下:1.对干旱胁迫下水稻miRNAs和基因转录组数据的综合分析发现:（1）大多数miRNAs都是通过下调靶基因的表达来抵御干旱胁迫,且miRNAs家族之间存在一定程度的合作,miRNAs靶蛋白之间也存在多重相互作用。（2）miRNAs通过对靶基因的调控参与了一系列与干旱胁迫密切相关的代谢途径,如糖和次生代谢产物的生物合成、过氧化物酶体以及植物昼夜节律等。（3）miRNAs可能在调控木质素降解、脱落酸和生长素的生物合成相关基因中起关键作用。（4）miRNAs调控可能在干旱胁迫信号的感知和转导中发挥重要作用。（5）筛选出干旱胁迫下miRNAs调控网络中的4个枢纽miRNAs和6个枢纽靶蛋白,它们分别是mi RNA156、mi RNA529、mi RNA818、mi RNA166和Pita、PIP5K、PP2Cs、Protein Kinase、GLT2、AOX,其中3个（mi RNA166、AOX和PP2Cs）与ABA的合成和信号转导有关。2.对40℃高温连续处理0 min,10 min,20 min,60 min和2 h的水稻减数分裂后期幼穗中提取的RNA进行了微阵列分析。共获得124个miRNAs（对应于37个mi RNA家族）在水稻减数分裂后期幼穗中差异表达。通过整合成对的差异表达的miRNAs和m RNAs的表达谱数据,我们发现有29个mi RNA家族的表达水平与其178个差异表达靶基因的表达呈负相关。进一步分析表明,29个mi RNA家族中的大多数miRNAs通过下调靶基因来抵御高温胁迫,且miRNAs与其靶基因的表达存在时间滞后性。随后,对这178个高置信度的靶基因进行了GO Slim分类和功能特征分析,结果表明:（1）即使在高温条件下,miRNAs也主要是参与一系列基本的生物学过程。（2）一些mi RNA家族可能在水稻耐热过程中发挥重要作用（如osa-mi R164、osa-mi R166、osa-mi R169、osa-mi R319、osa-mi R390、osa-mi R395和osa-mi R399）。（3）osa-mi R172可能在高温胁迫下对水稻的穗起重要的保护作用,但osa-mi R437、osa-mi R418、osa-mi R164、osa-mi R156和osa-mi R529可能对水稻育性、抽穗以及幼穗的发育产生不利影响。（4）osa-mi R414可能通过下调LOC＿Os05g51830抑制开花基因表达,从而延缓水稻的抽穗。最后,构建了热胁迫下mi RNA-PPI（蛋白质-蛋白质相互作用）网络,发现了3个miRNAs共调控模块,其中以osa-mi R529为枢纽中心的功能模块中,osa-mi R529能通过靶基因与11个miRNAs共表达,协同调控102个高置信度下游靶点。3.通过数据库筛选了47个在高温和高温干旱复合胁迫下水稻花药和授粉雌蕊中均差异表达敏感基因。表达分析发现,热休克蛋白、伴侣蛋白以及折叠酶表达上调,有利于植物抵御胁迫诱导的胞内蛋白损伤的;而在调控花粉发育及花粉管生长方面起重要作用的2个类钙调蛋白CML36在两种胁迫下的表达具有组织特异性而对不同胁迫应答的特异性不显著;在水稻生殖期对抽穗和衰老的起正调控作用的OMTN4,可能在高温干旱复合胁迫下产生了不同于单一的高温或干旱胁迫下的表达模式。WAT1相关蛋白的表达下调可能不利于水稻开花和灌浆。对47个敏感基因的蛋白序列进行了网络可视化和相似性分析分析,发现绝大多数敏感基因的蛋白序列相似性程度并不高,但丙氨酸、甘氨酸和缬氨酸在序列中的占比较高。INTERPRO蛋白结构域的富集分析表明,47个敏感基因主要富集到HSP20、HSP70、四肽重复、Clp A/B、Dna J、FKBP型肽脯氨酰顺反异构酶和EF-hand蛋白结构域。功能富集分析表明47个基因主要富集于一些与胁迫相关的生物学过程和代谢途径,除此之外,敏感基因还显著富集在甾体类激素受体的HSP90伴侣循环和蛋白质甲基化等。通过ps RNATarget预测,共获得13个敏感基因的28个可能的miRNAs,其中osa-mi R164、osa-mi R156和osa-mi R5162可能是水稻生殖期间逆境胁迫共调控网络中的关键miRNAs。