甜瓜(Cucumis melo L.)是世界各地广泛栽培的园艺作物,具有重要的经济价值。甜瓜生长期相对较短,基因组相对较小,依其果实成熟时呼吸特性不同,可分为呼吸跃变型和非呼吸跃变型两类,这些特点使得甜瓜适宜作为研究果实发育和性别分化的模式植物。microRNA(miRNA)是一种广泛存在于动植物中的非编码小RNA调控分子。在植物中,miRNA通常长20-24nt,其前体由RNA聚合酶Ⅱ转录形成。miRNA在植物生长发育、生物和非生物胁迫耐受以及信号转导等过程中发挥着重要作用,然而miRNA在果实发育、成熟过程中的作用的研究还相对较少。因此更深入的了解miRNA在果实成熟过程中的作用有助于加深我们对果实发育成熟过程的认识,从而更好的提高果实的品质和经济价值。为此,本研究以甜瓜品种河套蜜瓜为实验材料,河套蜜瓜为内蒙古自治区巴彦淖尔市特产,获得全国农产品地理标志。实验以河套蜜瓜自交系果实为材料,利用二代测序技术、瞬时表达技术、构建过表达和基因编辑的稳定遗传转化植株等方法对甜瓜果实中的miRNA进行了分析、鉴定和功能的研究,主要的结果与结论如下:(1)以甜瓜果实四个发育时期(生长期(18 DAP)、成熟期(36 DAP)、呼吸跃变期(~40DAP)、呼吸跃变后期(~42 DAP))的中果皮为样品,分别建立小RNA文库,经Illumina Hiseq平台进行测序。经测序,共获得了在果实的四个不同发育时期,表达的29个miRNA家族的61个保守miRNA。对这保守miRNA进行表达分析,共有32个miRNA从生长期到呼吸跃变后期的样品中差异表达。对未知序列的分析,共鉴定出36个序列为新的miRNA,其中cmem1429-3p表达量最高,并且是miR399家族的新成员。(2)以甜瓜果实四个时期的混合样为样本建立降解组文库,经Illumina系统进行降解组测序。将miRNA高通量测序结果与降解组测序结果联合进行分析,共得到48个miRNA对应的60个靶基因,包括81个转录本。60个靶基因中,有34个属于转录因子。同时发现有多个miRNA的靶基因与生长素信号途径相关。对靶基因的功能富集分析表明,这些靶基因在果实发育、生长素应答、细胞分化、细胞增殖调控等13个生物过程中显著富集。(3)利用实时定量PCR方法检测了miRNA测序中高表达的23个miRNA在甜瓜根、茎、叶和子叶以及授粉后第9天、18天、27天、36天,呼吸跃变期和呼吸跃变后期的果实中的表达量。发现有6个miRNA在果实中特异表达,并且在果实的表达中呈现特定的表达模式。cme-miR393、cme-miR530等miRNA在呼吸跃变期和呼吸跃变后期的果实中的表达量显著提高。另外有7个miRNA在甜瓜的根、茎、叶和子叶四个组织中有较为特异的表达。(4)利用瞬时表达初步分析了cme-miR393和cme-m1429-3p在果实成熟中的功能。发现在果实中过表达cme-miR393相比对照果实,显著延迟果实成熟;而过表达cme-m1429-3p相比对照没有出现明显表型。(5)根据瞬时表达的结果,使用子房注射法获得稳定表达cme-miR393的甜瓜株系,并对T3代转化植株果实进行观察及分析。结果表明,3个cme-miR393的过表达稳定株系67-2、69-1和17-2的平均果实成熟日分别为授粉后第48.5天、48.9天和46.4天,未转化的对照甜瓜果实平均果实成熟时间为42.3天。过表达株系比对照株系果实成熟时间平均晚熟5.6天。采摘相应株系果实进行表达量分析,发现cme-miR393的过表达株系相比对照表达量提高了2-8倍不等,其靶基因CmAFB2的表达则降低到对照的0.3-0.7倍。(6)对TIR1/AFB、AUX_IAA、ARF、GH3和SAUR这5个基因家族进行了初步的全基因组家族鉴定,并对实验室已有数据和已发表的数据进行数据对这5个家族的表达量进行了再分析。结果暗示在甜瓜果实的生长过程中,ARF和AUX_IAA家族基因起主要的调节作用,其中有7个基因是miRNA的靶基因。综上研究表明,miRNA在甜瓜果实发育、成熟过程中具有调节作用,cme-miR393通过负调控其靶基因CmAFB2的表达来调控果实的成熟。