玉米是世界上重要的粮食及经济作物,在种植过程中需施大量磷肥保证产量,但自然界中磷肥资源越来越少,缺磷严重限制玉米的产量。磷作为生物膜及核酸的重要组成成分,是植物生长发育所必需的元素之一。目前有关玉米缺磷胁迫响应机制尚不清楚,因此鉴定玉米中缺磷响应的关键调控因子以及研究玉米的缺磷响应机制,对于提高玉米对磷元素的利用效率、培养耐低磷胁迫的玉米品种和玉米产业的长远发展非常重要。本研究通过高通量的转录组和小RNA测序分析,在全基因组水平鉴定低磷胁迫相关的miRNA及关键基因,探讨玉米响应低磷胁迫的分子调控机制。我们对缺磷处理的玉米幼苗进行转录组和小RNA文库的构建并且进行高通量测序分析,结果发现随着缺磷处理时间的增长,植株中的差异表达基因也随之增加,而且大部分表现为时空特异性表达。总体上,根中的差异表达基因比地上部分的多,在处理后期的地上部分和根中共同上调的基因里,有6个基因是与响应缺磷胁迫相关的。通过GO分析,我们发现上调的基因中富集的GO term主要是与有丝分裂、蛋白修饰、离子结合及响应胁迫等相关;下调的基因中富集的GO term主要是与氧化还原、转移酶活性、转录因子活性及血红素结合等相关。我们通过RTqPCR对其中缺磷响应相关的基因进行了验证。通过小RNA测序分析,我们发现了许多差异表达的miRNA,其中上调的miRNA主要是miR399和miR827;下调的miRNA有miR156、miR166、miR408、miR444、miR528等,对其中显著响应的miRNA用Northern blot方法进行了验证。然后我们对这些差异表达的miRNA进行了靶基因的预测,并结合靶基因在转录组中的表达找到候选的靶基因。本研究中发现的缺磷胁迫响应的基因、受缺磷诱导的miRNA及它们的靶基因,在玉米响应缺磷胁迫的过程中可能作为关键的调控因子,在玉米的低磷胁迫适应中发挥重要作用。阐明它们之间的关系将有助于理解玉米耐受低磷胁迫的作用机制。