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水稻（Oryza sativa L.）不仅是全球最重要的粮食作物之一,也是生物科学领域用于研究的模式植物之一。近年来,随着人类社会发展的日益进步和工业化进程的不断推进,大气污染逐渐严重,导致臭氧层不断减薄,使到达地表的UV-B辐射逐渐增强,并导致水稻等农作物减产。如何减轻UV-B对作物造成的严重伤害已经成为相关研究关注的焦点。miRNA是一类内源性非编码小片段单链RNA,主要存在于真核生物中,通过与靶基因负调控的方式应答多种逆境的胁迫,从而参与调控植物的生长发育。作者所在研究小组的前期研究表明,miR408可以响应UV-B胁迫,但是,当植物受到UV-B胁迫时,miR408及其靶基因如何响应还未有研究。因此,本研究利用日本晴（WT）、miR408过表达日本晴植株（M）、中花11（WT1）及其靶基因UCL8敲除的植株（M1）为材料,以自然光条件下生长为对照,设置UV-B增强40%辐照处理,处理的日本晴记为BWT、miR408过表达株记为BM、中花11记为BWT1、靶基因UCL8敲除株记为BM1。进行土培实验,利用生理学、生化与分子生物学的方法,对水稻中miR408及其靶基因响应增强UV-B胁迫的表达水平和生理生化反应调控机制进行研究,得出以下结论:1.与正常光照下生长相比,无论是WT还是miR408过表达植株M,UV-B胁迫后均表现为分蘖数减少、植株变矮、单株产量及百粒重显著降低,其中miR408过表达植株的变化更为明显,推测miR408过表达能进一步降低水稻对UV-B胁迫的耐受性。从qRT-PCR分析,miR408在UV-B辐射下的表达水平显著上调。在UV-B胁迫下,敲除UCL8靶基因的水稻株高、分蘖数、单株产量及百粒重等农艺性状的变化规律均与miR408过表达植株的表现完全一致,说明UCL8基因可能是miR408响应UV-B胁迫的靶基因之一,且miR408对UCL8起负调控作用。2.UV-B辐射下,相比于BWT和BWT1,miR408过表达植株BM和UCL8敲除植株BM1中叶绿素含量下降更明显。从叶绿素生物合成代谢中间产物的分析结果推测,UV-B胁迫导致BM的叶绿素含量降低可能是由于叶绿素合成过程中从尿卟啉原III（UrogenIII）到原卟啉IX（ProtoIX）中受阻,从而影响光合作用。3.UV-B胁迫后的BM与BWT相比,气孔导度显著下降,表明BM的气孔开闭程度受UV-B胁迫的影响。与BWT或BWT1相比,无论是BM还是BM1,均表现为净光合速率和水分利用效率显著减少,胞间二氧化碳浓度增加,表明UV-B抑制CO2向叶肉细胞运输,减少了叶片水分的利用,从而抑制了光合作用。推测UV-B胁迫由于抑制过表达miR408植株的光合效率,从而进一步降低了植株对UV-B胁迫的耐受性。4.在UV-B胁迫下,BM的PSII能量流动和电子传递均遭受很大损伤,过剩能量的增多导致热耗散增加,使得光合作用性能降低。qRT-PCR分析表明,相比于UV-B胁迫下的BWT或BWT1,BM和BM1光合作用相关基因的相对表达水平显著下降,进一步说明UV-B抑制miR408过表达水稻的光合性能。ROS的产生是非生物胁迫引起活性氧伤害的主要来源之一。UV-B胁迫下,BM的H2O2、MDA等的积累高于BWT,说明BM植株的抗氧化酶系统平衡被打破,抑制了光合作用,导致BM水稻生长变差以至于水稻产量下降。