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tRNA来源的小RNA(tRNA-derived small RNAs，简称tsRNAs)是一类新发现并且具有重要调控功能的小非编码RNA(small non-coding RNAs，简称sncRNAs)。它们可以在转录水平或者转录后水平调控基因表达，参与生物对胁迫响应，调控细胞增殖及维持基因组稳定性等。tsRNAs的种类、产生和功能在动物中研究比较多，但是在植物中这些方面都还不清楚。 本研究以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究对象，系统分析其产生的tsRNAs。tsRNAs一般可以分为～20nt tRNA片段(tRNA-derived fragments，简称tRFs)和～30nt tRNA半分子(tRNA halves，简称tRHs)。通过克隆、高通量测序及分析拟南芥叶片机械损伤前后10-60nt的sRNAs，发现拟南芥叶片中tsRNAs主要来自四种成熟tRNA，包括来自Ala-tRNA5端的16nt tRF及来自于Asp-tRNA，Glu-tRNA和Gly-tRNA5端的～30nt tRHs，而且械损伤可以强烈诱导这四种tsRNAs大量产生。本研究意外地发现16nt5tRF-Ala在拟南芥花粉和精细胞及水稻花粉中丰度很高，并且在序列上高度保守，推测它可能在植物生殖细胞中发挥重要的作用。通过分析低等植物小RNA(sRNA-seq)数据发现，tsRNAs在低等植物如:小立碗藓(Physcomitrella patens)和衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)中也存在，其产生也受胁迫诱导，但丰度相对较低。对拟南芥中这四种高丰度的tsRNAs功能进行研究，发现其发挥功能可能不依赖于AGO1。通过体外翻译抑制实验发现，这四种tsRNAs可以在体外抑制蛋白质翻译，并且这种抑制作用具有剂量效应，和tsRNAs长度没有线性关系。通过对拟南芥中tsRNAs产生机制进行研究，发现拟南芥中这四种高丰度tsRNAs产生并不依赖于RNaseⅢ家族成员DCL1、DCL2、DCL3和DCLA，也不依赖于RNase T2家族成员RNS1和RNS2。但是在rns2突变体中来自rRNA和tRNA的sRNA丰度很高，推测RNS2可能参与rRNA和tRNA来源sRNA的进一步降解。 表观遗传修饰主要包括DNA甲基化和组蛋白修饰，可以在不改变DNA序列情况下影响基因表达，进而对生物的生长、发育和代谢等方面进行调控。拟南芥组蛋白H3第9位赖氨酸(H3K9)可以被三个同源组蛋白甲基化酶SUVH4、SUVH5和SUVH6所修饰，形成H3K9me2。三者在序列上高度相似，但是在基因组上识别特异的位点。在全基因组范围内H3K9me2由SUVH4贡献。在少数位点证明SUVH4和SUVH5冗余地识别转座子，而SUVH4和SUVH6冗余地识别反向重复序列。但是在全基因组范围内SUVH5及SUVH6各自特异识别哪些位点，它们识别位点冗余关系，以及其产生表观遗传修饰生物学意义目前还不是很清楚。 目前拟南芥中的研究发现，当组蛋白H3K9甲基化酶基因SUVH突变之后，不仅会导致SUVH所识别区域的H3K9me2的甲基化丢失，而且使得识别区域CHG和CHH（H为A、C或者T）上的甲基化也会丢失。本研究利用在各个suvh突变体中CHG和CHH甲基化水平变化作为SUVH蛋白在基因组中识别位点间接标志，寻找SUVH蛋白在全基因组范围内识别位点，从而探索SUVH位点识别机制。通过对suvh4(4)、suvh4suvh5(45)、suvh4suvh6(46)、suvh4suvh5suvh6(456)和野生型(WT)拟南芥进行全基因组甲基化测序，并根据DNA甲基化差异来确定全基因组范围内SUVH4、SUVH5及SUVH6的识别位点。分析研究结果表明，在全基因组范围内CHG和CHH甲基化主要受SUVH4影响，而SUVH5及SUVH6和SUVH4冗余地影响CHG和CHH甲基化，这一点和前人研究比较一致。但是SUVH4、SUVH5及SUVH6对不同区域CHG和CHH甲基化维持有各自特点。对于CHG甲基化而言，在常染色质上贡献大小为SUVH4＞SUVH5≈SUVH6，而在异染色质上贡献大小为SUVH4＞SUVH5＞SUVH6。对于CHH甲基化而言，在常染色质上贡献大小为SUVH4≈SUVH5≈SUVH6，而在异染色质上贡献大小为SUVH4＞SUVH5＞SUVH6。有趣的是，SUVH6在SUVH4功能缺失的情况下，具有正调控和负调控CHH甲基化的功能，但是其具体机制还不是很清楚。通过对各个suvh突变体与野生型的表达谱进行比较，找到了SUVH调控的基因。根据GO富集分析，发现其调控基因大多是响应胁迫的基因，推测SUVH在植物应对胁迫中发挥重要作用。表达谱分析结果还表明SUVH4和SUVH5一起参与调控转座子表达，而SUVH4和SUVH6一起参与调控基因表达。