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光温敏核不育水稻作为一种重要的种质资源,其育性光温调控机理是两系法杂交水稻应用的理论和技术基础。尽管在水稻育性调节基础研究上我国学者取得了丰富的结果,但光照和温度与育性的内在关系仍不明确。本研究利用高通量测序技术对不同类型光温敏不育材料在不同温度和不同光周期条件下的水稻幼穗进行small RNA测序分析、利用qPCR技术检测筛选的miRNA及其候选靶基因的表达差异,试图获得一些与育性差异相关的内在生理指标。获得的主要结果如下:(1)相同光照下温度处理能够有效地诱导培矮64S的花粉育性转换;相同温度下光周期处理能有效地诱导D52S与农垦58S的花粉育性,且两个材料在相同光周期下的育性相反。(2)通过illumina HiSeqTM2500系统对不同育性下的三期、六期和七期水稻幼穗材料进行small RNA检测,在所有重复中reads数都在1400万以上,平均长度在22-23 bp之间,正确率均在99%以上,检测到482个已知miRNA,48个新miRNA。(3)以自然温度处理作为参照进行差异miRNA筛选,六期共发现93个差异miRNA,其中46个上调、47个表现为下调;七期共发现103个差异miRNA,其中61个上调表达,42个下调表达。另外有39个差异miRNA同时在六期和七期中出现,其中已知的miRNA 29个,新miRNA 10个。(4)验证了测序结果的可靠性,并通过KEGG以及GO富集筛选了一些差异miRNA,按照其候选靶基因的功能将它们分为三类:糖基转移酶调控相关的miRNA(miR1436、miR818a和miR5494)、脂质转运蛋白调控相关的miRNA(miR1862d、miR171g和miR171b)和甲基转移酶调控相关的miRNA(miR1860-5p、miR2863a、miR5504、miR5794、miR6251和miR2876-3p)。(5)通过qPCR检测候选靶基因在培矮64S不同育性不同时期中的表达情况,其中与候选靶基因表达趋势相反的有:miR818a、miR5494、miR1860-5p、miR2863a、miR5504、miR2876-3p;与候选靶基因表达趋势相同的有:miR1436、miR1862d。(6)两个具有糖基转移酶活性的候选靶基因在育性转换关键时期六期表达趋势相同,都是在低温处理下上调表达;miR171b和miR171g在低温诱导下都表达上调,我们认为这两个miRNA可能参与到温度的响应;四个具有甲基转移酶活性的候选靶基因在六期都受到低温诱导下调表达,除Os02g0237100外其他三个候选靶基因七期均是上调表达,说明培矮64S育性转换可能和甲基化相关。(7)分析筛选出的miRNA与其候选靶基因在D52S与农垦58S中的表达情况,我们将两个材料中miRNA表达趋势相同的定义为光周期响应:miR1860-5p、miR5504、miR2876-3p;表达趋势相反的定义为光周期调控:miR1436、miR171g、miR6251。关于这些miRNA参与光周期响应与调控的具体机制仍然需要深入研究。本研究通过small RNA测序技术获得了大量有价值的信息,基本明确small RNA在光温敏雄不育水稻育性转换中有重要作用,筛选到的部分可能参与育性调节的miRNA经进一步验证后可作为育性表达水平检测的分子指标及代谢过程研究的基础。