水稻(Oryza sativa)是人类主要粮食作物之一,尤其是杂种优势优势的利用对提高水稻产量具有重要作用,水稻杂种优势的分子机理对水稻分子育种有着重要作用,也是人们一直在做但没有完全弄清楚的课题。本研究利用生产上大面积推广的恢复系蜀恢527(SH527),以及利用蜀恢527为轮回亲本,ZDZ057为供体亲本构建的产量导入系WD7,分别与不育系协青早A(XA)杂交,经过多年的产量鉴定发现,杂交种F1(XA/SH527)表现出比F1(XA/WD7)高产优势,以此为研究基础,两个杂交种及其亲本在苗期和幼穗分化期为材料,通过基于Solexa原理的高通量测序技术和生物信息学方法获得两个时期差异表达的miRNA及其靶基因,结合两个时期表型数据,获得如下结果:1.两个杂交种在苗期(四叶期),叶绿素含量、白根数、白根长、茎高、叶长、叶宽、地上部鲜重及干重都比相应的父母本的中亲值高,而且F1(XA/SH527)在叶长、叶宽、地上部鲜重及干重比F1(XA/WD7)高;并且在分蘖初期,F1(XA/SH527)的分蘖数要多于F1(XA/WD7)。2.两个杂交种及其亲本两年的产量平均表现为:F1(XA/SH527)>SH527>F1(XA/WD7)>WD7>XA,在千粒重、每穗实粒数也表现出上面的趋势,在结实率上则表现为:SH527>WD7>F1(XA/SH527)>F1(XA/WD7)>XA。3.利用高通量测序,发现所有miRNA(已发现和未知)的种类,幼穗分化期多于苗期,而已知miRNA的种类则表现出苗期种类多于幼穗分化期;F1(XA/SH527)与其双亲共同发现的已知miRNA种类在苗期和幼穗分化期分别为361和328;而F1(XA/WD7)与其双亲共同发现的已知miRNA在苗期和幼穗分化期分别为356和314。4.利用子代和相应亲本的中亲值比较发现,miRNA的作用方式既有加性又有非加性,而且以非加性为主,非加性中超高亲和超低亲占大部分。5.在同一时期不同材料间,差异显著的miRNA有79个,并利用在线软件ps RNATarget对其进行靶基因预测,预测到靶基因有477个,GO功能注释发现,靶基因大多为转录因子,也有一些靶基因与酶活性、代谢途径有关,它们涉及到信号转导、转录翻译、物质能量代谢、逆境胁迫等方面。6.父本与杂种优势的形成有着重要的关系,F1(XA/SH527)和F1(XA/WD7)间差异显著的miRNA与SH527和WD7间差异显著的miRNA大多数相同,且表达模式也大部分相同;两个F1与其双亲的中亲值比较发现,有5个差异显著的miRNA家族:MIR395、MIR397、MIR398、MIR408和MIR528家族,5个家族均表现为下调表达。认为它们与杂种优势有关。结合前人研究和本实验结果表明miRNA通过对基因的调控来调控杂种优势的形成。