近年来，设施栽培发展十分迅速，但设施栽培大棚中与大气二氧化碳交换受阻，棚内二氧化碳浓度一般不及户外的二分之一，严重影响光合作用和碳的固定，导致碳、氮代谢失调，影响农产品的产量与品质。迄今为止，人们已经开发了许多技术来增加温室中的CO2浓度，但是所有这些策略都具有一定的局限性，并且成本高、难以操作。microRNAs（miRNA）在调控植物基因表达方面发挥着重要作用。然而，有关樱桃番茄miRNA及其靶基因对二氧化碳浓度的响应尚不清楚。本研究利用农业有机废弃物生物发酵-大棚CO2施肥技术增加大棚内的二氧化碳浓度，参试品种为樱桃番茄-皇妃(Lycopersiconesculentum var.cerasiforme)，大棚（42m×6m×3m）种植试验设对照（没有发酵装置）和‘农业有机废弃物发酵-CO2施肥’2个处理，于樱桃番茄移栽后45d开始投入‘农业有机废弃物发酵-CO2施肥’发酵装置（简称：CO2施肥处理，CRAM-CO2）。处理棚中等距放置5个自行设计的简易实用发酵装置，以稻草和猪粪配置发酵料，并加入三种菌种（Panusconclmtw zj3，Trichoderma viride zj2和Aspergillas niger zj1），混匀填入发酵装置中，以加速发酵增加CO2的产生。每个发酵装置填充物料含25kg农作物残渣（稻草）和8kg猪粪，每两周将填充物料（农作物残渣（稻草）和猪粪CRAM）的pH值调节到6.5-7.0。本研究旨在探讨农业有机废弃物发酵-大棚CO2施肥（CRAM-CO2）对樱桃番茄（cv.皇妃）产量与品质的影响，并从光合特性、活性氧代谢与miRNA/mRNA水平探讨其调控机理。主要结果如下：
　　生理和农艺性状的测定结果表明，‘农业有机废弃物发酵-CO2施肥’（CRAM-CO2）能显著促进樱桃番茄的生长，增加产量改善果实品质。与对照组相比，CRAM-CO2（CO2施肥处理）增产38%。樱桃番茄果实中抗坏血酸、可溶性糖、可滴定酸和可溶性固体含量分别比对照提高5.0%、6.0%、0.4%和7.2%；但硝酸盐含量下降2.0%。CRAM-CO2显著增加樱桃番茄植株叶片中叶绿素含量，促进提高净光合速率Pn，同时增加气孔导度、蒸腾速率和细胞间CO2浓度。同时，CRAM-CO2有利于提高番茄植株过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）等抗氧化物活性，降低丙二醛（MDA）积累。
　　采用高通量测序技术，研究了樱桃番茄miRNA对‘CRAM-CO2处理’的响应。综合分析了对照组和‘CRAM-CO2处理’的miRNA表达谱，鉴定到参与CRAM-CO2（CO2施肥处理）的差异表达的miRNA及其靶基因：28个已知（15个家族）和48个新的差异表达的miRNA；其中，17个已知的miRNA和2个新的miRNA在‘CO2施肥处理’中下调表达，而11个已知的miRNA和46个新的miRNA响应CO2富集而上调。为了进一步了解miRNA在樱桃番茄中的生物学功能，通过GO::Term Finder软件的GO slim工具对所有靶基因进行了GO和KEGG功能和途径富集分类。GO分析和KEGG途径富集分析结果显示，这些差异表达miRNA的靶基因主要参与植物生长发育及其相关途径。发现了参与植物生长发育和果实成熟的miRNA的靶基因，包括F-box蛋白和转录因子（TF），及NAC、SPL、ARF、AP2/ERF和P450、CYP。构建了一个调控网络模型，从miRNA水平揭示樱桃番茄响应CRAM-CO2，调控生长、产量和品质的途径。
　　转录组测序结果，共鉴定到170个差异表达基因（DEGs），其中45个响应CRAM-CO2富集而上调、125个下调。DEGs的表征及GO富集分析显示，与对照相比，CO2富集相关的特定转录组变化影响了樱桃番茄的生长和果实成熟；DEGs主要参与催化活性和细胞过程，其次是代谢过程。结合GO和KEGG通路分析，结果显示，鉴定到的DEGs与次生代谢和生物合成有关。此外，鉴定到一些蛋白质如F-box和转录因子如bZIP、MYB和AGO1以及P450、CYP对植物生长发育和果实成熟具有潜在作用。进一步分析miRNA和mRNA表达响应CRAM-CO2的相关性，鉴定到14个差异表达的miRNA及26个对应的靶基因，其中包括已知的miRNA有sly-miR172a、sly-miR1919a、sly-miR1919b、sly-miR319a、sly-miR156d-5p、sly-miR156e-5p、sly-miR168b-3p和sly-miR390a-5p，这些miRNA及其靶基因在响应CRAM-CO2调控樱桃番茄的生长、产量和品质中可能发挥重要的作用。这些发现为探索植物miRNA响应二氧化碳浓度变化的作用奠定了基础。