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香蕉（Musa spp.）是一种可食用的水果,已经传播到世界上135个国家和地区,全球香蕉总产量的近30%来自印度和中国。香蕉是所有钾（K）元素食物中K含量最高的。K元素占植物总干重的2-10%。K在植物生长发育过程中起着关键作用,例如离子稳态,酶激活,光合作用,气孔运动,蛋白质合成和渗透调节,以及许多生物和非生物胁迫抗性。缺K会降低植物的光合作用、蒸腾速率和气孔导度,影响作物生长、产量质量以及对生物和非生物胁迫的抵抗力。Micro RNAs（mi RNAs）是内源的小型非编码RNA,通常长度为20-24个核苷酸（nt）,通过促进靶标mRNA降解或抑制其翻译来负调控基因表达。越来越多的证据表明,mi RNAs是参与植物大多数基本生理过程的几种植物途径的关键因素,包括信号转导,器官发育以及对生物和非生物胁迫的响应。然而关于mi RNA调控香蕉低钾胁迫的机制尚不明确。为探索mi RNA介导香蕉低钾胁迫的机制,本研究以8个香蕉品种为材料,进行低钾胁迫,筛选出“低钾敏感”基因型‘巴西蕉’和“低钾耐受”基因型‘桂蕉1号’。对‘巴西蕉’和‘桂蕉1号’再进行14d的低钾胁迫,测定胁迫下的生理响应,mRNA响应和mi RNA响应。根据转录组测序和small RNA测序结果筛选出差异表达的基因和mi RNAs,进行基因本体分析（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）等生物信息学分析,再通过RT-q PCR验证测序的准确性和稳定性。基于mRNA和mi RNA的数据,构建mi RNA-mRNA调控网络,并从中筛选出关键mi RNA进行初步的拟南芥转基因功能验证。主要研究结果如下:1、以中国主栽的八个香蕉品种为材料,通过水培试验,系统地分析品种间K吸收、积累与K效率的差异,初步区分了八个香蕉品种的K营养效率的基因型,即‘金粉1号’、‘桂蕉1号’为K高效基因型;‘威廉斯’、‘广粉’、‘桂蕉6号’、‘红蕉’为K中效基因型;‘南天黄’、‘巴西蕉’为K低效基因型。2、以‘桂蕉1号’和‘巴西蕉’作为试验材料,探究两种基因型品种在低钾胁迫下的响应。‘桂蕉1号’和‘巴西蕉’低钾胁迫的生理响应表现出基因型差异。在株高、干重、K含量、K积累量、K效率系数等指标中,‘桂蕉1号’均高于‘巴西蕉’,表现出更好的生长;在可溶性蛋白和叶绿素含量中,‘桂蕉1号’均高于‘巴西蕉’,表现出更好的光合能力和更强的抗性能力;在丙二醛（MDA）和过氧化氢（H2O2）中,‘桂蕉1号’低于‘巴西蕉’,表现出更低的逆境受损;在H+/K+-ATP和Ca2+/Mg2+-ATP酶活中,‘桂蕉1号’的地上部H+/K+-ATP酶活,Ca2+/Mg2+-ATP酶活在LK条件下分别增加110%、180%;在抗坏血酸过氧化物酶（APX）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）中,桂蕉1号在LK条件下分别增加77%、31%、19%、53%,均高于‘巴西蕉’,体现了其更强的抗氧化能力。3、通过转录组的数据筛选出显著差异基因‘巴西蕉’71个,‘桂蕉1号’776个。GO结果表明:在‘桂蕉1号’中确定了25个GO类别。包括细胞过程,代谢过程,生物调节,基因细胞解剖实体、细胞内含、催化活性等。在‘巴西蕉’中确定了22个GO类别,主要包括细胞过程、代谢过程、生物调节、细胞解剖实体、细胞内含、催化活性、结合等。KEGG通路分析结果表明,‘桂蕉1号’的差异基因（DEGs）主要富集苯丙素生物合成、MAPK信号通路-植物、内质网中的蛋白质加工。‘巴西蕉’的DEGs主要富集淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导和MAPK信号通路-植物。4、低钾胁迫条件下,‘巴西蕉’和‘桂蕉1号’分别产生了14个差异mi RNAs（DEMs）,27个DEMs。在‘巴西蕉’中包含2个新发现的mi RNAs,已知的mi RNAs中4个表达量上升,8个表达量下降。上升的‘巴西蕉’mi RNAs分别是mi R390a-5p、mi R319a-3p、mi R162a-3p、mi R396e-5p。下降的‘巴西蕉’mi RNAs包含mi R169o＿1、mi R408b＿1、mi R159a＿4、mi R169e＿2、mi R528-5p、mi R408d、mi R398b、mi R396c-3p。在‘桂蕉1号’中包含6个新发现的mi RNAs,已知的mi RNAs中8个上升,13个下降。上升的‘桂蕉1号’mi RNAs分别是mi R858b、mi R397a＿3、mi R529-5p、mi R167d、mi R171a、mi R156、mi R827＿4、mi R396g-3p。下降的‘桂蕉1号’mi RNAs包含mi R6300、mi R160b、mi R160f-5p、mi R319＿1、mi R160a-5p、mi R396h、mi R396e-5p、mi R166k、mi R319a＿1、mi R167d-5p、mi R160b＿1。5、基于转录组和small RNA测序的数据,借助生物信息学技术计算Pearson系数。根据互作关系构建出关键mi RNA-mRNA调控网络,从中筛选出mi RNA160a作为关键mi RNA进行初步功能验证。通过构建mi RNA160a过表达载体并转化拟南芥,获得mi RNA160a过表达株系,并测定表型、K含量、生物量等指标进行初步功能验证。低钾（LK）条件下转基因植株（TG）的根长下降44%,而野生型植株（WT）的根长下降了9%。钾含量中TG下降了51%,WT仅下降24%。结果表明mi RNA160a的过表达抑制了植物的K吸收。