非编码RNA(non-protein-coding RNA,npcRNA)发挥着重要而广泛的生物学功能,但迄今对其功能的了解还很有限,对长的非编码RNA(long npcRNA)的功能更是知之甚少。本研究根据预测的籼稻npcRNA数据,设计了水稻npcRNA和mRNA混合芯片并进行验证,结果表明:该实验系统能够实现在一张芯片上同时检测水稻的npcRNA和mRNA的表达。在此基础上重点对水稻(Oryza sativaL.)基因组中的两个长npcRNA基因:npc068和npc093进行研究,并利用反向遗传学等手段对它们进行功能分析。　　 水稻的OsTL(npc068)基因编码一个长非编码RNA,其反义(antiseme)基因OsMYB60L1编码一个典型的R2R3-MYB转录因子,两个基因的转录本形成一对典型的正义-反义转录本对(sense-antisense transcript pair)。这两个基因均在不同的组织器官表达,在叶片和根中的表达量相对比较高,而且OsTL的表达量始终高于OsMYB60L1。用RNAi和过量表达等反向遗传学方法对这对基因的功能进行研究的结果表明,OsTL和OsMYB60L1可能与水稻叶片的发育等生理功能相关。降低OsTL基因的表达量和过量表达OsMYB60L1基因的转基因植株表现出相似的表型:都造成水稻叶片的螺旋卷曲。组织解剖学的分析表明,叶片的卷曲可能是由于泡状细胞的形态和排列方式以及小叶脉靠近下表皮处的维管束鞘细胞的形态变化造成的。在OsTL的RNAi转基因植株中OsMYB60L1基因的表达量明显的上调,这一结果暗示OsTL可以调控OsMYB60L1的表达。虽然两者是典型的正义-反义(sense-antisense)基因对,但目前的试验未能检测到相关小分子RNA的存在,推测OsTL可能以长链RNA的形式行使其功能。　　 在植物中,编码microRNA的基因大多为典型的长非编码RNA基因。npc093编码水稻的Osa-miR156d。我们对水稻miRNA156基因家族中的三个基因,Osa-miR156b/c,Osa-miR156d和Osa-miR156h/j的初始转录本的表达和功能进行了分析研究。对三个基因的表达分析暗示它们的表达存在一定的组织器官特异性。Osa-MIR156b/c(AK110797)和Osa-MIR156d(AK073452)在水稻中过量表达得到的转基因植株的表型基本相同,都表现出多分蘖、半矮、茎秆变细、叶片变窄、易倒伏和不育等性状。组织解剖学分析表明,过量表达miR156全长cDNAs会导致转基因植株细胞数目的减少和细胞壁结构的改变。过量表达MIR156基因导致其目标靶基因SPL的表达量的降低。值得注意的是,两个新近预测的靶基因,Di19-1(干旱有关的基因)和Os04g36500,在过表达MIR156的转基因植株中的表达量也有所下降,暗示miR156可能与植物的抗逆反应有一定的关系。在烟草中异位表达Osa-MIR156基因也出现了类似的表型,这表明miR156在单子叶植物和双子叶植物中的功能是保守的。