microRNAs(简称miRNA)是一类内源的长约20～24个核昔酸的非编码RNA分子，它们通过对靶基因mRNA的切割或抑制靶基因的翻译，特异地对靶基因进行转录后调控。近年来的研究表明，microRNAs能够参与调控植物的生长发育，并在环境胁迫的响应中发挥着重要的作用。microRNA857是植物中一类非保守的microRNA，拟南芥(Arabidopsis thaliana)中miR857由单个基因AtMIR857编码。miR857的靶基因是拟南芥漆酶(Laccases)家族成员之一AtLAC7。研究发现，漆酶(EC1.10.3.2)是一类含铜的氧化还原蛋白，参与木质素单体的聚合反应。然而，目前对AtMIR857的生物学功能以及其自身的转录调控仍知之甚少。本论文开展了对拟南芥AtMIR857的表达模式和转录调控分子机制的研究，并通过对转基因株系和突变体株系的表型观察，着重阐明miR857在拟南芥生长发育和环境胁迫响应中的功能。　　在本研究中，Real-time PCR检测结果显示，AtMIR857基因能够在拟南芥幼苗和成苗的不同组织部位表达，并呈现发育阶段和组织的特异性。在7天幼苗中，根毛区AtMIR857的表达水平高于子叶，而在6周成苗的茎干中其表达量较低。同时，pMIR857∶GUS报告株系幼苗的GUS组织化学染色结果表明，GUS信号主要出现在维管组织中。　　通过构建35S∶MIR857表达载体，获得了miR857过量表达的拟南芥转基因纯合株系，Real-time PCR检测结果显示，靶基因AtLAC7的转录本水平明显下降。随后，对mir857 T-DNA插入纯合突变体进行了筛选鉴定，RT-PCR检测结果显示，靶基因AtLAC7的转录本水平明显升高。此外，漆酶活性分析表明，过量表达miR857导致植株的漆酶活性降低，而miR857功能缺失引起植株漆酶活性升高。以上结果表明，miR857对AtLAC7进行转录后抑制，影响了植株整体的漆酶活性。　　通过表型观察和分析，发现过量表达miR857导致茎干平均直径减小和机械强度减弱，而miR857功能缺失后则引起茎干平均直径增大和机械强度增强。同时，运用X射线显微层析(X-ray microtomography,μCT)3D成像技术初步发现，35S∶MIR857植株茎部的次生木质部的细胞层数明显减少。为此，我们利用半薄切片和组织学观察的方法，比较分析了野生型、35S∶MIR857植株以及mir857突变体次生木质部的结构差异。结果发现，与野生型相比，35S∶MIR857植株中厚壁组织面积减小，占茎部横切面的13.9％，而miR857突变体的厚壁组织面积显著增加，占茎部横切面的28.9％。进一步的观察发现，在35S∶MIR857植株的次生木质部中，细胞排列松散，与野生型相比，数目减少了16.7％，细胞平均直径仅为野生型的87.3％。而miR857突变体的次生木质部中，细胞排列较为紧密，数目比野生型增加了5.0％，细胞平均直径是野生型的1.5倍。利用透射电镜对次生木质部细胞超微结构的观察结果显示，mir857突变体次生细胞壁的平均厚度是野生型的1.8倍左右，而35S∶MIR857过表达植株的次生细胞壁的平均厚度与野生型相比略有减小。这些结果证实，MIR857参与了植株次生木质部形态建成的调控。　　此外，傅里叶红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy，FTIR)对木质素含量测定的结果显示，过量表达miR857导致植株木质素含量降低，而miR857功能缺失则引起植株的木质素含量升高。同时，我们采用了受激拉曼散射(stimulated Raman scattering，SRS)的非标记显微成像技术对三种材料中木质素的荧光强度分布进行了观察和分析，结果显示，与野生型相比，35S∶MIR857植株中次生木质部细胞壁中的荧光强度和分布降低，而miR857突变体中的荧光强度和分布却显著增强。这个结果以及上述细胞学的分析表明，miR857通过调节漆酶活性来调控木质素的含量和分布，参与次生木质部的形态建成，进而影响了植株的茎干直径和机械强度的变化。　　生物信息学分析发现，miR857启动子区存在7个GTAC结构域，此结构域是响应铜的核心元件。为此，我们检测了不同铜浓度下miR857表达水平的变化。Real-time PCR检测结果显示，随着铜浓度升高，在野生型植株中，miR857的表达水平受到抑制，而其靶基因漆酶的转录本水平上调。同时，通过GUS组织化学染色结果表明，过高的铜浓度显著抑制miR857启动子的活性。SPL7(SQUAMOSA promoter-binding protein like7)是一类能够特异结合在GTAC结构域的转录因子。因此，为了进一步探究miR857响应铜的机制，我们进行了电泳迁移率实验(electrophoretic mobility shift assay，EMSA)的分析，发现SPL7能够结合在miR857启动子区特定的GTAC结构域上。此外，我们采用遗传学手段，发现在spl7功能缺失突变体中，miR857表达水平在不同浓度铜处理下均无差异。由此推断，miR857对铜离子的响应依赖于转录因子SPL7的介导。　　综上所述，通过遗传学、细胞生物学以及生物化学分析，本论文发现:(1)拟南芥miR857能够调控其靶基因AtLAC7的转录水平，降低漆酶的活性，进而抑制了木质素聚合，使次生木质部的形态建成受到干扰，从而导致植株机械强度降低;(2)在不同的铜离子环境下，miR857的转录水平存在着显著差异，而SPL7是介导其响应铜离子的关键转录因子。这些结果初步揭示了miR857参与调控拟南芥维管组织的次生生长及其转录调控的分子机制，为进一步探究miR857与其它调控基因之间的网络关系对植物维管组织发育的调节机理奠定了基础。