作为最新发现的广泛存在于真核生物中的基因表达调节机制，RNA沉默途径有许多不同的模式，调节细胞内多种生理和发育过程，从维持基因组稳定、发育时序调节到病毒防御等。同时，RNA沉默技术作为研究基因功能的一种十分有效的工具，在基因组功能研究、基因治疗和药物开发等方面有着巨大的潜力。对RNA沉默途径的动力学机制的研究，有助于深入理解途径中各相关参数和进程对沉默效应的强度和持续时间的影响，有助于实验的设计和监控。 为了解释RNA沉默相关实验现象，人们提出了一些RNA沉默途径的数学模型。虽然这些数学模型能解释部分实验现象，但是也存在其局限性。如沉默途径中的某些进程的假设与后来的实验发现不相符。因此，在现有的实验结论和理论研究的基础上，本文深入研究了单细胞水平上核心RNA沉默途径和植物中的转录后基因沉默途径的动力学行为。 本文首先提出了RNA介导mRNA降解和翻译抑制的RNA核心沉默途径的简化数学模型，发现sRNA的稳定性决定基因沉默的持续时间而sRNA与同源mRNA的结合速率决定基因沉默的程度，介导翻译抑制的sRNA的水平需与mRNA水平处在同一数量级。 其次，本文提出了植物中的转录后基因沉默途径的基本数学模型，对其进行动力学分析发现此模型不能解释转基因诱导的基因沉默现象。因此本文在基本模型的基础上做两种扩展，异常RNA片段的引物放大和S函数形式放大。扩展后的数学模型能解释沉默现象的剂量依赖，转基因诱导的自发基因沉默和避免自我毁灭的沉默响应等沉默现象。在延展的沉默途径中，当转基因片段数处在某一中间值域时，沉默途径的存在使得mRNA水平随时振荡。