小麦籽粒发育过程是决定小麦产量和品质的关键时期,开展小麦籽粒发育分子调控机制的研究对于小麦高产优质分子育种具有重要的意义。研究表明,miRNA在植物发育调控过程中发挥重要功能,课题组在前期的研究中分析了小麦籽粒发育过程中的miRNA表达谱,发现了6个与小麦籽粒发育相关的新miRNA。在此基础上,本研究对这6个新miRNA及其靶基因的特性进行了系统的分析,并初步探讨了部分miRNA在籽粒发育过程中的生物学功能。主要研究结果如下:1.对6个小麦中新miRNA的特性分析显示,Ta-mi R154-5p和Ta-mi R021-1-5p长度均为22bp,二者存在19bp的区域完全一致,Ta-mi R007-5p和Ta-mi R007-3p序列互补,而且6个新miRNA的前体序列均能折叠产生发夹结构。通过对上述6个miRNA的靶基因进行预测,共发现了候选靶基因115个;对这些靶基因的功能注释分析显示,6个miRNA介导的调控网络涉及到植物氧化还原调控、逆境胁迫响应、细胞代谢、蛋白质降解和信号传导等多个调控通路,其中部分靶基因同时受到上述新miRNA中2-3个成员的共同调控。依据靶基因功能注释,初步确定了几个重点候选靶基因,它们分别可编码核氧还蛋白NRX（Nucleoredoxin）、MYB转录因子、类F-box蛋白、抗病蛋白RPP13和E3泛素连接酶等功能蛋白。对重点候选靶基因的序列分析发现,miRNA的识别位点多位于基因的3`UTR区域,并且通过miRNA介导的m RNA切割方式实现靶基因的调控。进一步通过实时定量技术分析了部分靶基因在籽粒发育过程中的表达模式,结果显示,小麦核氧还蛋白基因TaNRX1在籽粒发育过程中呈现逐渐下调的表达趋势,与Ta-mi R154-5p的表达趋势呈负相关;由此推断,小麦籽粒发育过程中TaNRX1基因受Ta-mi R154-5p的调控,这可能与小麦籽粒的发育调控密切相关。2.对6个新miRNA的时空表达特性分析显示,在籽粒发育过程中Ta-mi R154-5p和Ta-mi R021-1-5p的整体表达水平呈上调趋势,而Ta-mi R034-5p表现为先降低后升高的表达模式,Ta-mi R007在籽粒灌浆过程中呈下调表达趋势。对miRNA的组织表达特性分析显示,所检测miRNA在不同品种间存在较大的表达差异,在不同组织间3个miRNA（Ta-mi R154-5p、Ta-mi R021-1-5p和Ta-mi R034-5p）均在穗下节、节间和根中表达水平较高,在旗叶中表达水平最低。另外,分析了候选miRNA在渗透胁迫过程中的表达模式,结果显示,Ta-mi R154-5p和Ta-mi R021-1-5p可能参与了小麦渗透胁迫响应的分子调控过程。3.对Ta-mi R154-5p的重点靶基因TaNRX1的序列特性分析显示,该基因的3个部分同源基因c DNA序列高度一致（>98%）;蛋白特性分析发现,TaNRX1包含3个Try X＿like＿Try X＿NRX保守域,属于植物NRXI亚类;三级结构预测显示,TaNRX1可折叠形成一个C型的特定空间结构,其中包含4个由反向平行β-折叠及外围α-螺旋构成的结构单元。利用q RT-PCR技术进行的时空表达特性分析显示,在籽粒发育过程中TaNRX1基因整体上呈下调表达趋势,在不同组织间存在显著的差异表达现象,其中在节间和穗下节中的表达量最高,成熟种子中最低;在渗透胁迫条件下,该基因受胁迫诱导表达水平变化,表明该基因在渗透胁迫响应过程中发挥重要功能。通过病毒介导的基因沉默技术（VIGS）对TaNRX1基因抑制表达后,接种小麦千粒重增加22%左右。由此推断,小麦核氧还蛋白TaNRX1基因对籽粒发育过程存在调控作用。4.利用STTM技术分析了Ta-mi R154-5p抑制表达后对籽粒发育的调控效应,结果显示,穗部接种后15天和20天时,内源Ta-mi R154-5p的表达水平显著降低;进一步对籽粒发育的特性分析表明,Tami R154-5p抑制表达后小麦粒长和粒宽显著降低（分别降低了11.39%和16.07%左右）,千粒重降低了23.67%左右。由此推测,Ta-mi R154-5p在小麦籽粒发育调控过程中发挥重要功能。