细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility,CMS）在多种植物中发现并广泛应用于植物杂交种子生产。miRNA作为植物体内一类重要的调控因子,几乎参与植物生长发育的各个组织、各个时期,研究表明一些miRNA在植物花粉中大量存在,预示着这些miRNA可能与植物花发育相关,也很可能参与调控植物育性。但有关育性相关miRNA报道多数存在于模式植物如拟南芥、水稻等,而对玉米育性相关尤其玉米C型胞质雄性不育相关miRNA的分析研究报道甚少。本研究通过Hi-Seq高通量测序技术对玉米细胞质雄性不育系C48-2及其保持系N48-2花粉母细胞时期及单核期花药中显著差异表达的miRNA并作初步功能分析,以期寻找与育性相关miRNA。同时对挖掘到的可能与育性相关的miRNA作进一步靶基因预测分析,初步探讨本实验预测到的miRNA可能参与的生物学过程。现将本实验的主要研究结果归纳如下:1.对两个材料两个时期构建的sRNAs文库进行Hi-Seq高通量测序分析共获得321个已知miRNA,属29个miRNA家族;并通过进一步分析,获得724个新的miRNA。2.生物信息学分析发现保持系N48-2在花粉母细胞时期与单核期存在显著差异的miRNA共有24个,其中已知miRNA有15个,新miRNA有9个;不育系C48-2在花粉母细胞时期与单核期存在显著差异的miRNA共有8个,均为已知miRNA;保持系N48-2和不育系C48-2在花粉母细胞时期存在显著差异的miRNA共有21个miRNA,其中已知miRNA有15个,新miRNA有6个;保持系N48-2和不育系C48-2在单核期存在显著差异的miRNA共有19个,其中已知miRNA有11个,新miRNA有8个。既在保持系N48-2花粉母细胞和单核期存在显著差异,又在不育系C48-2和保持系N48-2的单核期存在显著差异的 miRNA 有 6 个,分别为 miR159h-3p,miR167h-3p,miR171-5p,miR3449-3p,miR5141,mir₄1;这 5 个已知 miRNA 和 1 个新 miRNA 是否与玉米C型细胞质雄性不育系育性有关有待进一步研究。3.通过miRNA加尾及RT-PCR的方法对上述经过生物信息学预测得到的可能与育性有关的6个miRNA进行生物学实验验证,实验结果表明,除miR5141在不育系和保持系单核期的表达趋势与生物信息学分析不一致外,其余5个miRNA表达趋势均与生物信息学分析一致。对在保持系N48-2和不育系C48-2单核期差异极显著表达的6个新miRNA（mir₈3,mir₈1,mir₂25,mir₂39,mir₁82,mir₁75）,以及在保持系N48-2和不育系C48-2单核期表达差异极显著但有研究发现可能参与花药发育的miR2111-3p和miR444b.2用生物学实验对其生物信息学分析结果的差异表达趋势进行验证,结果表明,6个新miRNA以及miR444b.2与生物信息学预测表达趋势一致,而miR2111-3p表达趋势相反。4.用 psRobot 和 TargetFinder 软件对上述 14 个 miRNA（miR159h-3p,miR167h-3p,miR171-5p,miR3449-3p,miR5.141,mir₄1,mir₈3,mir₈1,mir₂25,mir₂39,mir₁82,mir₁75,miR2111-3p,miR444b.2）的靶基因进行预测分析发现,miRNA参与植物生长发育的多个方面,包括能量代谢（ATP-binding）,激素传递（NAPK信号通路、磷脂酰肌醇信号系统）,转录调控（protein-binding）等生物学过程,彰显了 miRNA调控植物生长发育的复杂性。5.对14个miRNA的靶基因qRT-PCR分析发现,仅mir₁82在不育系C48-2单核期（CU）中表达显著高于保持系N48-2单核期（NU）,而其靶基因（Gene ID:100193686）则在不育系C48-2单核期（CU）中表达水平显著低于保持系N48-2 单核期（NU）。一些 miRNA（miR159h-3p,miR167h-3p,miR171-5p,miR3449-3p,mir₄1,mir₂25,miR2111-3p,mir₄44b.2）的表达趋势与其相应的靶基因并无对应的显著性关系。可能的原因有三个,一是候选靶基因可能会有一些假阳性,二是miRNA可能与其他因子共同调控其靶基因影响花药发育,三是miRNA通过微调其下游靶基因行使相应的功能。6.通过构建miR171-5p以及miR444b.2前体过表达载体,并将其导入野生型拟南芥中,观察T1代阳性苗表型发现,过表达miR171-5p或miR444b.2都将会导致拟南芥育性降低,因此我们推测miR171-5p,miR444b.2可能与玉米CMS-C育性相关。