水稻作为重要的模式植物和粮食作物之一，在基因组研究和粮食生产中有重要影响。水稻功能基因研究揭示的发育和抗旱的关键基因，为水稻生产和育种提供了指导。水稻基因组中的功能基因和调控序列，尤其是大量的重复序列，其功能尚未清楚。因此探究功能基因和调控序列的关系，不仅使我们更好地认识基因组复杂性，同时也为利用基因资源提供借鉴。　　本研究对水稻逆境应答的microRNA进行高通量筛选，通过表达谱及microRNA靶基因分析得到候选基因，将候选基因转化水稻并鉴定表型。筛选出一个调控水稻每穗粒数、株高、抽穗期和参与逆境应答等多种农艺性状的候选基因Ghd2，又发现该基因的3-UTR作为调控序列，抑制基因翻译，并对该翻译抑制功能深入研究，研究的主要结果如下:　　1.用实时定量PCR的方法筛选逆境应答的mieroRNA，得到35个microRNA逆境响应，并预测这些microRNA的靶基因。结合靶基因的逆境表达谱，挑选候选基因。　　2.候选基因Ghd2构建基因全长(Ghd2 FL)和基因编码区(Ghd2 FL△U)的超表达载体，并遗传转化至粳稻品种中花11。每个转化片段得到3个独立单拷贝转基因家系用于后续研究。　　3.候选基因Ghd2在长短日处理下的基因表达谱分析，发现Ghd2在长日和短日条件下均在20∶30达到表达高峰。在野生型和Ghd2 FL△U超表达家系中检测开花相关基因的表达模式，可知Ghd2通过下调Ehd1表达来抑制水稻成花转化。Ghd2全生育期组织表达谱分析，发现Ghd2主要在叶片中表达。　　4.通过对Ghd2 FL和Ghd2 FL△U超表达单拷贝转基因植株的表型调查，发现Ghd2FL△U超表达植株的抽穗期约为125天，明显晚于Ghd2 FL超表达植株（约95天）。检测超表达植株中Ghd2 mRNA和蛋白质含量，发现3-UTR在翻译水平抑制基因表达，作为本论文的研究重点，即3-UTR作为调控序列，抑制mRNA翻译。　　5.通过Ghd23-UTR的缺失分析，发现3-UTR中微型反向重复序列转座元件(Miniature inverted transposable elements，MITE)对3-UTR的翻译抑制功能起主要作用。超表达Ghd2缺失转座子的全长片段(Ghd2 FL△M)，并调查单拷贝转基因植株表型，发现其表型和Ghd2 FL△U超表达植株一致。Ghd2 FL△M超表达植株中的Ghd2 mRNA和蛋白质水平，与Ghd2 FL△U超表达植株一致，进一步支持MITE有翻译抑制作用。　　6.构建Ghd2的CRISPR载体并转化至中花11，选取移码突变且不含Cas9基因的转基因植株并表型鉴定，发现相较于野生型，抽穗期提前约7天，证明Ghd2为水稻开花的抑制因子。　　7.用Multi-gRNA介导的基因组编辑技术，缺失3-UTR中MITE，在转基因家系中选取MITE缺失植株。相对于野生型，MITE缺失植株中，Ghd2 mRNA并未变化，而Ghd2蛋白积累，同时MITE缺失植株抽穗期较野生型晚约5天。由此证实Ghd23-UTR中的MITE在体内调控mRNA翻译。　　8.对MITE的生物信息学分析发现，该MITE能产生2个24 nt小干扰RNA(siRNA)， siRNA超表达植株相较于野生型无明显表型差异，并且siRNA过量表达并不改变体内Ghd2的mNRA和蛋白质的含量。可知siRNA表达量不影响MITE介导翻译抑制活性。　　9.为探究MITE影响抑制翻译的机制，用RNA连接酶介导的5cDNA末端快速扩增技术分析显示Ghd23-UTR存在断裂位点，通过点突变断裂位点两侧碱基，并转化原生质体分析，验证该位点在翻译抑制中的作用。　　10.在Dicer-like(包括DCL1，DCL3a，DCL3b和DCL4)基因的RNAi或突变体植株中，用small RNA northern检测siRNA表达水平，发现在DCL3a RNAi植株中，这2个siRNA显著降低。表明这些siRNA由DCL3a加工而来。在这些RNAi或突变体中检测Ghd2 mRNA及蛋白质含量，发现与野生型相比，DCL3a RNAi植株中Ghd2蛋白积累。Ghd2 FL超表达植株中抑制DCL3a，其阳性植株抽穗期较Ghd2 FL超表达植株更长。进一步证实MITE介导的翻译抑制依赖于DLC3a。　　11.在siRNA合成相关基因的RNAi家系（包括RDR2和AGO4ab）中，Ghd2mRNA和蛋白质并未明显变化，表明这2个基因并不影响MITE介导的翻译抑制。　　12.在全基因组范围内，鉴定此类插入在基因3UTR的MITE，并结合MITE是否产生siRNAs，最终得到1，182个基因的3UTR，随机分析的3个3-UTR均有一定翻译抑制功能，推测MITE介导的翻译抑制是一种广泛的调控机制。　　通过对水稻逆境应答microRNA的筛选和分析，发现有35个受逆境诱导或抑制microRNA，为进一步解析逆境应答机制提供借鉴意义。同时，详细分析了开花调节基因Ghd2的3UTR在该基因翻译中起到的作用，该MITE是目前为止发现的第一个具有翻译抑制功能的DNA转座子，证明MITE在基因调控中的重要功能，同时也拓宽了对DNA转座子调控基因翻译的认识。