Short interfering RNA(siRNA)和microRNA(miRNA)是真核生物中普遍存在的两类小分子RNA(sRNA)。它们广泛调控着各种重要的生物学过程，主要包括维持基因组的稳定性、调控生长发育以及抵御外来生物的侵扰。RNA依赖的RNA聚合酶(RDR)是植物和线虫中特有的一类蛋白，它们合成长的双链RNA(dsRNA)作为Dicer或Dicer-Like(DCL)蛋白的底物被加工为成熟的siRNA，从而在siRNA的代谢过程中发挥重要作用。尽管拟南芥的研究已经揭示了某些RDR与特定的DCL共同参与小分子RNA的代谢途径，但水稻中的相关研究才刚刚起步。　　 我们通过正向遗传学的手段分离并鉴定了一个水稻突变体rl(rolled lemma)，该突变体表现为对环境敏感的表型，表型随着温度的提高而增强，其中，在日平均温度(DAT)为28℃低温条件下表型较弱，在DAT为32℃高温条件下表现为外颖芒状化的表型，与水稻DCL4突变体的表型类似。通过图位克隆发现该表型与RDR701基因紧密连锁，其编码的蛋白为拟南芥RDR6同源蛋白，序列测定发现其第一个外显子上发生了无义点突变，在核苷酸水平上该位点在不同籼稻和粳稻基因组中一致，其编码的氨基酸在不同物种的RDR6同源蛋白中也相同，表明该位点具有高度保守性。将完整的RDR701基因组序列导入rl，在高温条件下可以互补其发育异常的表型，证明了该突变体表型是由于RDR701突变造成的，我们将该突变体重新命名为rdr701-1。小分子RNA杂交发现在高温条件下rdr701-1突变体中TAS3 trans-acting siRNA(tasiRNA)-tasiR-ARF积累减少，说明RDR701负责水稻tasiRNA的生物合成，与其拟南芥中同源蛋白RDR6具有相同的保守功能。在突变体高温条件下的外颖中，tasiR-ARF的积累显著降低且多个Auxin Response factor(ARF)靶mRNA大量上调，而内颖没有相应的改变，表明tasiR-ARF通过负调控ARF基因对水稻内、外颖背腹轴极性的建立具有不同的敏感性。　　 为了从全基因组水平上调查RDR701在水稻小分子RNA合成途径中的作用，我们构建了高、低温条件下野生型和rdr701-1的小分子RNA文库进行Illumina测序。大规模测序数据揭示RDR701除了负责水稻tasiRNA合成外，还参与了phased RNA(phasiRNA)的合成。PhasiRNA是一类根据tasiRNA的头尾相连连续生成的特性，采用生物信息学手段，在水稻小分子RNA深度测序的花组织文库中被发现的。由于其合成以及功能还尚未被鉴定，因此暂命名为phasiRNA。在水稻中，phasiRNA存在两种长度，分别为21nt和24nt。类似于tasiRNA的合成需要miRNA来发起一样，两个新被鉴定的miRNA家族-miR2118和miR2275，被认为分别介导了21nt和24ntphasiRNA的合成。　　 为了进一步研究这两类phasiRNA的合成是否为DCL的产物，我们利用已有或构建的水稻DCL突变体或RNAi敲除转基因植株，包括osdcl4-1、OsDCL1IR、OsDCL4IR和新构建的OsDCL3aIR以及OsDCL3bIR，分析了RDR701同多个DCL在phasiRNA合成途径中的作用。我们发现不同于DCL1完全依赖的miRNA合成途径，miR2118和miR2275的合成主要依赖于RDR701-OsDCL4途径，暗示出其合成可能包含产生次级sRNA的复杂过程。在24nt phasiRNA的合成途径中，介导分子-miR2275的积累量在低温条件下的rdr701-1和野生型间并没有显著差异，然而成熟的24nt phasiRNA在突变体中却呈现明显的降低，表明RDR701也参与了24ntphasiRNA成熟步骤中dsRNA的生成。在我们新构建的OsDCL3a和OsDCL3b RNAi的敲除lines中，24nt phasiRNA的积累量仅在OsDCL3bIRs中降低，表明OsDCL3b作用于RDR701的下游，加工产生成熟的24nt phasiRNA。因此我们的研究明确了RDR701及相应DCL蛋白在水稻tasiRNA和phasiRNA合成途径中的作用，揭示出RDR701能够同多种DCL蛋白一起共同参与水稻各种不同长度类型的小分子RNA代谢。此外，表达分析表明phasiRNA是一类水稻雄蕊特异表达的小分子RNA，暗示出该类siRNA可能在水稻的雄蕊发育过程中发挥作用。