环状RNAs（circular RNAs,circRNAs）是一类由反向剪接形成的共价闭合环状RNAs。虽然发现于1970s,但circRNAs在早期并不受重视。随着高通量测序和生物信息技术的发展,circRNAs在人、鼠、线虫、拟南芥、玉米和水稻等物种中逐渐被报道,并以人类疾病相关circRNAs的研究最为深入。植物circRNAs可以参与植物的生长发育和代谢调控,以及响应生物或非生物胁迫,但大部分circRNAs的功能与具体作用机制仍不清楚。茉莉酸甲酯（methyl jasmonate,MeJA）是植物激素茉莉酸（jasmonic acid,JA）的衍生物,外源施用MeJA能够激活植物体内的防御反应。然而,目前尚不清楚植物circRNAs是否以及如何参与MeJA介导的防御反应。为了探究circRNAs在植物防御中的功能,本研究以拟南芥幼苗为研究对象,首先将对照和MeJA处理后三个不同时间点的样品进行circRNAs测序,识别出circRNAs并分析其特征;然后对这些circRNAs进行差异表达分析和实验验证,找到MeJA处理下差异表达的circRNAs（DEcircRNAs）;最后从DEcircRNAs的亲本基因功能富集,以及DEcircRNAs与miRNA之间的调控关系两方面进行DEcircRNAs的功能分析。这为今后深入探究circRNAs在拟南芥防御中的功能和作用机制奠定了坚实的基础。主要研究结果如下:1.利用 CIRI2、CIRCexplorer2、findcirc 三种 circRNAs 预测软件共识别出 8,588 个circRNAs,特征分析表明:大部分circRNAs来自外显子区域,且大部分circRNAs的序列长度分布在200-800 bp之间;circRNAs的剪接信号具有多样性,除GT/AG外,还包括CT/AG、GA/AG、CT/TC等;circRNAs的表达水平较低,支持反向剪接位点的reads数大多在1-20之间,也有少量circRNAs的表达水平较高,其支持reads数可达100以上;另外,本研究鉴定的circRNAs中,有7,761个来源于4,928个亲本基因,揭示拟南芥中circRNAs的可变剪接方式具有多样性。2.基于 circRNAs junction reads 数量,利用 circMeta 软件鉴定出 MeJA 处理后 24 h、48 h和96 h三个时间点与对照之间DEcircRNAs的数目分别为70、54和105,其中,在三个时间点均差异表达的circRNAs有9个。荧光定量PCR结果显示部分circRNAs与其亲本基因的表达具有相关性,这说明DEcircRNAs的功能与其亲本的功能可能有联系。DEcircRNAs亲本基因的GO和KEGG富集结果表明circRNAs可能参与响应刺激以及防御反应等途径。另外,利用GSTAr软件构建了差异表达circRNAs的circRNA-miRNA-mRNA调控网络,其中包含36个 circRNAs、32 个 miRNAs 和 1,630 个 mRNAs;对其中的 1,630 个 mRNAs 进行了 GO 富集分析,发现网络中的许多mRNAs均与JA的代谢和信号转导途径相关,表明部分circRNAs可能通过影响miRNAs来间接调节JA介导的基因表达,从而参与植物的防御过程。总之,circRNAs在JA介导的基因表达调控网络中具有重要作用。3.本研究构建了一个植物 circRNAs 数据库 GreenCircRNA（http://greencirc.cn/）,该数据库涵盖69种植物,是目前包含物种数最多的植物circRNAs数据库。该数据库共提供了 213,494个circRNAs,其中,95,010个circRNAs属于外显子类、65,175个circRNAs属于基因间区类、53,309个circRNAs属于内含子类;利用CIRI-full软件,组装出68,237个circRNAs的全长序列,并对这些circRNAs的染色体位置、亲本基因、序列长度、相对表达水平、亲本基因的GO分析等相关信息进行了分析;另外,还对38个物种构建了 circRNA-miRNA-mRNA调控网络,有利于研究人员后续进行circRNAs的功能分析。