1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
水稻是我国重要的粮食作物之一，其播种面积和总产量均为粮食作物首位。我国有一半以上人口以稻米为主食，它是我国居民饮食中热量和各种营养元素的主要来源[1]。与此同时，水稻也是世界主要的粮食作物。世界水稻的种植面积达15亿公顷，占总耕地的10％，主要在亚洲地区。近年来，随着世界人口的不断增长(且主要发生在以水稻为主食的世界不发达地区)和耕地面积的日益减少，至2025年，水稻产量要在目前的基础上增加50、60％方能满足增长的人口对粮食的需求[2]。我国一直将提高水稻单位面积产量作为水稻生产的主要任务。随着农业和化肥工业的发展，作物施氮量迅速增长，但水稻氮素利用效率随着氮肥用量的增长明显下降。过量施用氮肥直接后果是氮素的利用效率的降低，能源的巨大浪费，更造成严重的环境污染。随着农业资源利用与环境保护矛盾的日益加剧，人们越来越重视研究及改良水稻氮素利用的遗传潜力，从根本上提高水稻对土壤和肥料氮的利用率[3-6]。充分挖掘作物吸收利用氮素的遗传潜力，从而在一定的氮肥投入下获得较高的产量，并减少氮素在土壤中的残留，是提高氮肥利用率的重要途径之一。而遗传改良的先决条件是了解控制作物高效吸收利用氮素的关键生理过程。因此，在现在高产品种选育过程中，氮素利用效率的基因改良具有重要的理论和现实意义。
microrna( mirna)是一类长度为19~25碱基( nt) 的内源性非编码小分子单链 rna,在真核生 物细胞中含量丰富且进化上高度保守,是由具有茎 环结构的pri-mirna 经dicer 剪切加工而成。 mirna 在植物生长发育的过程中扮演着重要的角 色,处于基因调控网络的核心位置,调控着各种 重要的生物途径,包括发育、代谢、抗病、胁迫、应激 反应、激素信号和维护基因组的完整性［10］。
1993 年, lee和wightman等[15,16] 在研究线虫胚胎发育过程中在microrna方面取得了重大进展,发现了 hn-4和let-7即第一个microrna基因。microrna可与3非编码区(3-utr)根据部分互补的原则,其与目的mrna祀基因结合,以某种尚不明了的方式达到抑制蛋白质翻译的作用,从而导致抑制蛋白质的合成,通过调控一类重要的mrnas的翻译来完成调控线虫发育的进程。自reinhart等最早在21世纪初期由拟南芥小分子文库中得到microrna[7],之后又大量microrna在植物中被科学家鉴定得到［12］。在研究线虫胚胎发育 过程时发现了第一个mircorna基因 lin-4,随后, 在拟南芥、水稻、玉米、高粱、甘蔗以及苔藓植物 中先后发现了大量的micrornas[11］。模式植物拟南芥上mirnas的发现,开启了植物mirnas研究的新纪元。植物mirnas基于与ie基因的完全匹配或近乎完全匹配主要以切割la基因的方式在转录后水平调控祀基因的表达(lauetal. 2001),并参与植物生命过程中一系列重要进程,包括生长发育、器官形成、新陈代谢、细胞增殖和调亡、逆境胁迫、信号转导以及自身的反馈调节等复杂的生理过程(bartel andchen 2004; stefani and slack 2008; kloosterman and plasterk 2006)。随着mirna研究方法的迅速发展和模式植物mirna研究体系的建立,通过生物信息学预测或实验验证的方法已经鉴定了成千上万的mirna截至目前,mirna数据库中成熟mirnas的数量已达25141条，其中水稻的成熟mirnas数量为731条。虽然我们难以确定每一种生物体中mirnas总数到底有多少,但是据已有报道估计,mirnas的数量约为生物体中编码基因数量的1%(jones-rhoadesetal. 2006)。因此,已验证的mirnas数量还远远没有饱和。进一步加快各种生物中新mirnas的挖掘,并研究其在生物体中的作用和功能,将会对转录后基因调控领域的发展产生深远影响,并有助于人们更深入地了解生命现象的本质。［13］
2. 研究的基本内容和问题
通过实验得到OsNAR21-RNAi,OsNAR21,OsNAR2.3a-RNAi三种超表达材料，及WT对照材料，进行microRNA测序，通过对测序序列进行分析，找出差异性表达的microRNA，预测其target，从而鉴定差异性表达基因是否与氮素利用相关
3. 研究的方法与方案
研究方法：
实验材料：osnar21-rnai,osnar21,osnar2.3a-rnai三种超表达材料，及wt对照材料，田间扬花期采样
1）通过转基因方法得到三种超表达材料，由测序公司进行microrna测序
4. 研究创新点
对于microRNA的研究，在动物领域，如人，大鼠，小鼠等较多，而在植物领域只有拟南芥中microRNA的研究相对成熟。miRNA作为一类新型的调控基因表达的小分子RNA,参与植物的生长发育。有关氮素利用相关的miRNA研究目前刚刚起步,尚无实质性的进展。对水稻miRNA及其靶基因在氮素利用响应中的作用研究,将有助于阐明植物对氮素利用的生理和分子机理。也可为通过小分子RNA的遗传操作改良作物的抗逆性、培育优良型植物提供一条新思路。
5. 研究计划与进展
研究计划：用已经测出的microrna成功预测出其target，并鉴定差异性表达基因，找出microrna在不同材料中与氮素利用的关系。并且通过生理实验验证microrna的存在。
预期进展
1）通过对测序结果进行分析，找出新的microrna
