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水稻是世界上最重要的粮食作物之一。全球近一半的人口,以大米为主食。由稻瘟菌引起的稻瘟病,严重危害水稻生长,每年给水稻生产带来巨大经济损失。为适应环境的变化,抵抗外界不利因素的影响,植物在长期的进化中产生了两个层次的免疫系统：PTI反应和ETI反应,以抵御病原菌的侵袭。小分子RNA s是一类20-24nt、广泛存在于真核生物中的非编码RNA。植物niRNAs基因位于基因间隔区或内含子区域,按其合成途径可分为miRNAs (microRNAs)口siRNAs (short interfering RNAs),由不同的RNaseⅢ-like Dicer酶合成,在基因沉默过程中发挥着重要作用。DCL1(dicer like1)基因已被证明参与miRNAs的生物合成,在植物的生长发育过程中发挥着决定性作用,而且研究报道,拟南芥的DCLl基因在植物对抗病原菌的免疫反应中起作用。本文探讨了水稻OsDCL1基因在植物免疫反应中的作用,发现OsDCL1基因的沉默增强了水稻对稻瘟菌的基础抗性,主要结果如下：1. OsDCL1-RNAi突变体表型及抗瘟性分析。对不同OsDCLs基因在受到稻瘟菌侵染后的表达动态进行分析,发现OsDCL1基因的表达在接种稻瘟菌后呈下调趋势,而miRl62a,作为靶标降解OsDCL1的miRNA,在受到稻瘟菌侵染后其表达却呈现上升的趋势,因此在miR162a和OsDCL1基因之间可能存在一种负向反馈调节机制。为了进一步验证OsDCL1是否参与水稻的免疫反应,创制了OsDCL1沉默突变体；OsDCL1-RNAi突变体表现出植株矮小、叶片变窄、分蘖减少和叶绿体异位表达等,并且增强了对3个稻瘟菌有毒生理小种的广谱抗性。对菌丝侵染的邻近细胞进行过氧化氢积累和细胞死亡实验也证实了OsDCL1基因的沉默激活了细胞免疫反应。同时(OsDCL1基因的沉默激活了些抗病相关基因的组成表达,11个PR基因和2个PTI相关基因OsKS4和OsNAC4均在OsDCL1-RNAi突变体中被诱导表达。对这13个基因进行稻瘟菌接种后的表达模式分析,结果呈现出2种变化趋势：(1)受到稻瘟菌侵染后表达上调,在36hpi或48hpi达到峰值,而后随着时间的推移,表达呈下调趋势；(2)受到稻瘟菌侵染后,随着时间的推移呈上升趋势,直到72hpi；2OsDCL1基因沉默引起水稻转录组变化和差异基因分析。通过转录组测序的方法,对野生型水稻Nipponbare(NPB)和OsDCL1-RNAi突变体在稻瘟菌侵染前后的基因表达进行了分析和比较。响应稻瘟菌侵染的7129个差异表达基因中,参与生物胁迫反应、信号通路、蛋白代谢和RNA调控4个通路的基因明显被富集。以未受稻瘟菌侵染的野生型中基因表达为对照,在OsDCL1-RNAi突变体中共发现1318个DEGs,且超过70%的DEGs是上调的,其中大多数基因参与了生物胁迫反应和信号通路,并且,上调表达基因中与生物胁迫反应相关的主要为PR基因和细胞壁相关基因；分析还发现10个JA((jasmonic acid))相关基因和11个SA (salicylic acid)目关基因分别在OsDCL1-RNAi突变体中被抑制和诱导表达。采用qRT-PCR的方法,验证差异表达基因,其结果与DEGs基本一致。同时,筛选5个差异表达的WRKY基因,构建过表达载体,获得转基因植株,表型分析及机理研究还在进一步实验中。对OsDCL1-RNAi突变体中转录组变化的分析为更深入了解由于OsDCLl基因沉默而增强水稻的抗瘟性机制提供了更多的信息；3. OsDCLl沉默突变体接种稻瘟菌前后差异表达miRNA分析。用高通量测序的方法,鉴定了一批与免疫反应相关的miRNAs,并用茎环RT-PCR的方法分析其中的12个niRNAs受到稻瘟菌侵染后Oh、12h、24h、36h、48h、72h的表达模式,其中5个呈下调趋势,7个呈上调趋势。最终筛选3个差异表达的miRNAs,采用在植物体内过量表达靶基因模拟物的方法,然后通过稳定的遗传转化方法获得过量表达niRNAs海绵的转基因植株。重点对miRNA159a.1/b的功能缺失突变体进行了表型分析和鉴定,niiRNA159a.1/b功能缺失突变体植株矮小、种子变小、开花偏晚、对稻瘟菌的抗性提高。综上所述,水稻可以通过调控依赖于OsDCL1基因引起的转录组重排和miRNA生物合成途径激活对抗稻瘟菌的基础免疫反应。