microRNA(miRNA)是在真核生物中发现的一类长度约为20-24个核苷酸的非编码small RNA。它主要通过剪切mRNA或抑制翻译的形式在转录后水平上调控其靶基因的表达。近来的研究表明，miRNA不仅参与植物的生长和发育，也参与植物的逆境响应过程。　　氮是植物生长和发育所必需的大量元素之一，是许多生物大分子的重要组成成分（如核酸、蛋白质和叶绿素等），因此植物需获取充足的氮来维持正常的生长和发育。大多数植物通过根从土壤中吸收氮源，但由于土壤侵蚀及微生物消耗等原因，土壤中的氮源并不充足。为了应对这种低氮环境，植物进化产生了应对这种不良环境的精巧机制。有许多基因响应低氮环境，但是大多数响应低氮环境的基因功能还不清楚。　　我们最近的研究表明在拟南芥中有许多响应低氮的miRNAs，其中miR826是比较明显的一个成员。在本研究中，我们发现了一个新的miRNA(miR5090),它来源于MIR826基因的反义链编码的转录本。进一步的研究表明这两个miRNA基因都起源较晚，来源于其共同靶基因AOP2(ALKENYLHYDROXALKYL PRODUCING2)的反向重复。与miR826相似，miR5090也受缺氮诱导，而其共同靶基因AOP2则表现出相反的趋势（受缺氮抑制）。为了确定AOP2在缺氮时表达量的减少是否由miRNAs的诱导表达直接导致，我们构建了在AOP2启动子驱动下，AOP2 cDNA融合GUS报告基因的两个表达系统。一个是野生型的报告系统(ProAOP2:AOP2-GUS)，另一个是突变AOP2序列上miRNA识别位点的突变型报告系统(ProAOP2:mAOP2-GUS)。通过检测缺氮处理后报告系统的GUS染色，发现miR826和miR5090在转录后水平上调控AOP2。为了进一步阐释miR826和miR5090的功能，我们构建了高表达miR826或miR5090的转基因植物，qRT-PCR检测发现其AOP2的表达水平明显比野生型低。与AOP2蛋白负责芥子油苷合成的事实一致，miRNA转基因植物中AOP2的减少导致了蛋氨酸来源的芥子油苷含量的减少，模拟了aop2突变体的表型。鉴于AOP2的表达在缺氮环境中受到了抑制，我们猜想芥子油苷合成相关的其它基因的表达可能也受到了影响。通过qRT-PCR检测发现，大多数芥子油苷合成相关基因的表达在缺氮环境中受到了抑制。我们进一步发现miRNA转基因植物表现出比野生型更强的适应低氮环境的能力，包括相对野生型拥有更高的生物量，更密集的侧根，更高的叶绿素含量和更低的花色素苷含量。同时我们测量了miRNA转基因植物及野生型植物的含氮量，发现二者在根和地上部分中的氮浓度相近，但是单株miRNA转基因植物因为具有比单株野生型更高的生物量，因而含有更高的总氮量。最后，我们检测了氮饥饿响应基因在miRNA转基因植物及野生型中的表达情况，发现氮饥饿响应基因在miRNA转基因植物中表达量上调，暗示着miRNA转基因植物具有更强的氮吸收能力。　　综上所述，我们的研究结果揭示了植物一种新的适应低氮环境的机制，即拟南芥可以通过产生新的miRNA来调节芥子油苷的合成增强其对低氮环境的适应能力。