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本研究论文围绕植物small RNAs (sRNAs)这一研究方向,结合实验学技术及生物信息学分析方法就其序列特征、调控机制及生物学功能等展开了全面深入的探索性研究。主要研究内容及结果可以概括为以下几点：1、基于生长素抗性水稻根系突变体材料osaxr (Oryza sativa auxin resistant),利用芯片和Northern杂交技术筛选、验证得到了一批可能通过参与生长素信号转导调控水稻根系生长发育的microRNA (miRNA)基因；对这些miRNA基因的启动子序列特征及可能调控的下游靶基因进行了分析；通过miRNA超表达转基因实验,我们证明miR160调控根冠形成的机制在植物中是高度保守的；更有趣的是,miR167在三种不同背景(Kasalath、Nipponbare及石狩白茅)的osaxr等位突变体中的表达均受到强烈抑制,它在Kasalath背景突变体中的超表达可以消除osaxr不定根缺失的表型,甚至使转基因材料的不定根数量超过野生型对照植株。靶基因预测及基于modified5’RACE (rapid amplification of cDNA ends; cDNA, complementary DNA)实验的验证结果表明,miR167在水稻中可能通过抑制下游靶基因OsARF12(Oryza sativa Auxin Response Factor12)和OsARF17的表达,参与生长素信号转导,从而介导对水稻不定根发生发育的调控。2、基于现有植物sRNA高通量测序数据,我们研究了26个被子植物物种(16个双子叶、10个单子叶物种)中sRNAs的序列、染色体分布特征及其在natural antisense transcript pairs叠盖区的产生情况；讨论了单、双子叶植物间的共性和差异。3、利用miRBase (http://www.mirbase.org/)提供的miRNA注释信息、全基因组范围的SNP (single nucleotide polymorphism)数据以及各种高通量测序数据建立了植物miRNA知识库PmiRKB (Plant microRNA Knowledge Base; http://bis.zju.edu.cn/pmirkb/),该数据库包含5个主要功能模块("MiR info"、"SNP"、"Pri-miR"、"MiR—Tar"和‘’Self-reg"),将为植物miRNA序列及调控功能的研究提供高效的数据查询窗口。4、利用降解组测序数据绘制t-plots (target plots)、对拟南芥、水稻中miRNAs、 miRNA*s的靶基因进行了大规模的筛选鉴定；基于获得的miRNAs、miRNA*s靶基因列表,我们在植物中首次构建了由miRNAs.miRNA*s介导的基因调控网络；该研究还揭示了miRNA*s这一类sRNAs可能存在的对下游靶基因的切割抑制作用；对所构建基因调控网络中的子网络的初步功能研究使我们获得了一些有意思的发现,从一个侧面反映了所构建网络的研究参考价值。5、在研究过程中,对国际相关领域研究进展进行了及时的总结,并提出了自己的见解,以综述或评论形式在多个国际学术期刊上发表论文；为研究工作的顺利开展打下了坚实的基础。通过以上研究,希望能够拓展目前人们对植物sRNA序列及功能的认识,为后续深入理解这个庞大的非编码RNA群体打下基础。