水稻是世界重要的粮食作物以及模式生物,水稻灌浆过程是水稻生长过程中的重要环节,在此期间,大量的储存物质被合成转运到籽粒胚乳中,这些储存物质能为萌发中的种子提供营养,同时也是人体所需的营养以及能量来源。谷蛋白是水稻籽粒中的主要储存蛋白,是一个多基因编码的基因家族,谷蛋白基因在水稻籽粒中的表达具有高度的时空特异性。miRNA是一类负调控因子,能在转录后水平上调节基因的表达。在植物中,大多数miRNA靶向作用于发育过程中的重要转录因子,表明miRNA在基因调控网络中的中心地位。miRNA在许多发育过程中都起到了重要的作用,包括分生组织以及侧生组织的发育,根的发生,花的发育,发育阶段转化等等。迄今为止,miRBase(18.0版)上提交的水稻miRNA已经有591个,这些miRNA在水稻的生长发育中起到了重要的作用。本研究以水稻粳稻品种日本晴为材料,围绕灌浆期水稻籽粒的发育过程,对水稻谷蛋白的表达以及miRNA的表达进行了分析。获得的主要实验结果如下：1.通过构建谷蛋白启动子-GUS转基因植株,我们对谷蛋白家族8个成员的表达部位进行了组织化学定位。结果表明,谷蛋白基因特异性的在胚乳中表达,但是不同的成员表达部位不同。在成熟籽粒中,GluA亚族成员的表达部位位于胚乳四周,糊粉层以及亚糊粉层,GluB亚族成员(GluB-5除外)在整个胚乳组织中均有表达,而GluB-5以及GluD-1在除了糊粉层以及亚糊粉层以外的胚乳组织中特异表达。GluB-3是一个假基因,但是GluB-3启动子能指导下游基因特异性的在水稻糊粉层以及亚糊粉层中表达。同时,谷蛋白基因的表达位点随着灌浆的进行呈现出一定的变化,大部分谷蛋白基因首先在果皮的背部维管束以及背部糊粉层开始表达,而GluB-5以及GluD-1首先在胚乳中心区域靠近盾片的部位表达,随后随着灌浆的进行,谷蛋白基因的表达区域慢慢扩散到整个胚乳中。通过对谷蛋白基因启动子元件进行分析,我们发现,在GluB-5以及GluD-1启动子元件中的GCN4基序中一个碱基发生了天然的突变,可能正是因为这个突变使得GluB-5以及GluD-1的表达与其他的谷蛋白亚基不同。进一步的分析显示,谷蛋白启动子活性在灌浆过程中是呈现出动态变化的。荧光定量PCR分析结果显示,大部分谷蛋白基因转录本在水稻开花后12天表达量最高,而GluB-5以及GluD-1的转录本在开花后17天的表达量最高。western blot结果显示,谷蛋白基因在蛋白水平上的表达与转录水平上的表达存在着差异,说明谷基因的表达还受到转录后水平上的调控。2.运过高通量测序技术,我们对水稻灌浆期不同阶段水稻籽粒中(?)miRNA的表达情况进行了分析。在我们构建的文库中共测得434个已知的miRNA(开花后5天、7天、12天以及17天文库中分别测到380、402、390以及392个已知的(?)niRNA),对这些miRNA的表达进行分析,结果发现,161个已知的miRNA在籽粒发育过程中的表达呈现出显著的差异,其中大部分miRNA在开花后5天到7天的过程中表达有明显的上调。同时,利用生物信息学手段,我们预测得到了60个新的miRNA,并对其中5个miRNA做了克隆鉴定。对灌浆过程中有显著表达差异的(?)miRNA靶标进行功能分析,结果显示,这些miRNA可能参与了信号传导,碳氮代谢,植物应激反应以及表观遗传调控。同时,我们对种子灌浆过程中观察到的miRNA编辑情况也做了分析以及验证。以上的实验结果使我们对水稻籽粒发育过程中miRNA的动态表达情况有了新的认识,并为接下来研究此过程miRNA的调控机制提供了的新的实验基础。