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干旱影响植物的生长和发育,是自然界制约农业生产最主要的非生物胁迫因素。玉米是需水量最大的旱地作物,对干旱胁迫较为敏感。随着全球变暖和水资源日益匮乏,经常因干旱造成玉米产量严重损失。因此,选育改良玉米品种的耐旱性显得尤为重要。玉米耐旱性是受多基因控制的复杂数量性状,需要在特定的环境下鉴定,采用常规方法筛选耐旱品种进展缓慢、效率较低。随着分子生物技术的发展,为玉米耐旱性研究提供了有力的技术支持。近年来研究表明,micro RNA与植物的耐旱性密切相关,在逆境胁迫下调节其靶基因的表达,影响植物耐旱的表现型。检测干旱胁迫条件下玉米microRNA的差异表达,以及由此引起的靶基因差异表达,可为植物耐旱性的分子遗传研究提供参考。根据前期的耐旱性鉴定,本研究以玉米耐旱自交系“81565”、“87-1”和干旱敏感自交系“21ES”、“丹340”为材料,在苗期经聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟干旱处理后提取分离小RNA, microRNA芯片杂交分析耐旱性不同的4个自交系在干旱胁迫条件下的microRNA表达差异。用WMD3软件预测差异表达microRNA的靶基因,并通过玉米功能注释数据库分析其在干旱响应中可能的作用。用相同处理的4个玉米自交系的mRNA进行数字化表达谱分析,与差异表达的microRNA靶基因比对,分析干旱胁迫下差异表达microRNA对其靶基因的调控模式。对可能在玉米苗期干旱胁迫响应途径的上游起关键调控作用的miRl59和miR168,再用锁核酸Northern杂交(LNA-Northern Blotting)验证其在4个玉米自交系中的表达差异。主要结果如下：1、对耐旱性不同的4个玉米自交系在干旱胁迫下小RNA的芯片杂交发现,共有303个microRNA的表达量在1%水平上差异显著。其中,185个microRNA属于20个玉米microRNA家族(有2个microRNA来源于21条定制的新microRNA),其余118个microRNA可归为其他11个物种的43个microRNA家族。但在不同的玉米自交系之间,甚至同一自交系的不同胁迫时间段,microRNA的表达量都不尽相同。根据聚类分析结果,可将其表达模式归为8种模式：在干旱胁迫全过程一直上调或一直下调表达；在干旱胁迫早期被诱导表达或表达抑制,在后期又恢复到正常水平；在干旱胁迫后期才延迟上调或下调表达；在干旱胁迫早期上调或下调表达,在后期下调或上调表达。2、使用WMD3软件预测干旱胁迫响应microRNA的靶基因,共有128个差异表达的microRNA预测得到390个潜在靶基因。预测到靶基因的microRNA家族共有46个,其中与玉米同源的差异表达microRNA家族21个,与玉米非同源的差异表达microRNA家族25个。3、将数字化表达谱与差异表达的microRNA靶基因比对分析发现,每个自交系的每个处理中,均有部分预测的microRNA靶基因存在表达差异。对差异表达的microRNA的靶基因作GO注释中的功能分析,按照功能可将它们大致分为几类：与新陈代谢和生长发育相关的基因,与蛋白质修饰有关的酶,参与转录翻译过程的蛋白,物质转运蛋白,转录因子,信号转导蛋白,抗逆胁迫应答相关蛋白,一些功能未知蛋白。4、将差异表达的microRNA和其差异表达的靶基因综合分析,发现同一家族的microRNA可以同时调控多个靶基因,从而参与多个生理生化途径的调控;多个非同一家族的microRNA也可以联合调控同一靶基因。并讨论分析了干旱胁迫下miR159和miR168、miR164、miR165和miRl66等潜在的调控机制。5、用锁核酸Northern杂交检测验证miR159和miR168在4个玉米自交系中的差异表达。检测结果与microRNA芯片杂交结果基本一致,由此证明芯片杂交数据的可靠性。