杨树是世界上种植面积最为广泛的经济林木之一,它不仅被广泛应用于经济、生态和环境保护等领域,而且作为模式树种应用于木本植物遗传转化和分子机制研究。杨树作为重要的速生树种,是木材的主要来源。木材的主要成分包括木质素（Lignin）、纤维素（Cellulose）和半纤维素（Hemicellulose）,其中木质素是影响木材材性关键的成分之一。然而杨树中木质素生物合成机制尚不完全清楚。因此,阐明杨树中木质素合成的分子调控机制具有重要的意义。MicroRNA（miRNAs）是一种内源单链非编码小RNA,长度约为20-22个核苷酸,能够靶向调控目标基因的表达。大量研究表明,miRNAs在调控植物生长和发育过程中发挥着重要的作用。此外,miRNAs还能够调控细胞壁主要组分,如糖和木质素的生物合成。已有研究证实,miR828在柑橘粒化过程中调控木质素的生物合成,在红薯伤害处理下调控木质素和H2O2的积累。目前尚未报道miR828在杨树木材发育过程中是否参与木质素的生物合成调控。因此,本研究拟阐明miR828在杨树中木质素生物合成过程中的生物学功能。具体研究结果如下:（1）根据生物信息学分析,杨树中miR828有两个家族成员,分别是miR828a和miR828b。miR828a和miR828b的前体序列和成熟序列均完全相同,因此,挑选miR828a作为代表进行了研究。miR828a由156nt组成,定位于杨树染色体编号CM000348.2的非编码区。根据RNA结构分析网站,miR828a的二级结构具有一个典型的茎环结构,它最小的自由能为-57.3千卡/摩尔,其成熟序列位于茎环结构的5?末端区域。（2）通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）对miR828a的组织表达特异性进行分析,结果显示,其在杨树的根、茎基部的木质部和韧皮部均有特异性表达,说明miR828a可能参与杨树次生维管组织生长发育的调控。为分析miR828a的表达模式,克隆了毛白杨（Populus tomentosa）miR828a前体序列上游约1576bp的启动子片段,与GUS报告基因融合。通过根癌农杆菌（Agrobactium tumefaciens）转化杨树植株,对得到的转基因植株进行GUS染色分析,结果显示,miR828a在根、茎和叶柄等维管组织中均有表达。这些结果暗示miR828a可能参与了杨树次生壁的生物合成。（3）为了研究miR828a的生物学功能,构建了miR828a的过表达（miR828a-OE）和敲降（miR828a-KD）载体,转化杨树植物。在转基因植株中,miR828a过表达显著降低转基因植株高度和茎粗,miR828a-KD敲降的转基因植物中则表现出相反的表型。此外,还观察到miR828a-KD植株中出现了木质素和半纤维素的异位沉积。对茎组织中细胞壁各组分进行测定,结果显示,与野生型相比,miR828a-OE植株中木质素含量降低,miR828a-KD转基因植株中则木质素含量增加。但miR828a过表达和敲降对木聚糖含量无显著影响,葡聚糖的含量有变化。上述结果表明,miR828a负调控杨树的生长发育和木质素的生物合成。（4）为鉴定miR828a的直接靶基因,在全基因组水平上将miR828a成熟序列与杨树基因组序列进行查找和比对,筛选出能够被miR828a识别的19个靶基因,其中7个为MYB类基因,其中MYB011、MYB129、MYB171这三个靶基因预测值较高。组织表达分析显示,MYB011和MYB129与miR828a表达模式存在相反的趋势,其中MYB011的表达水平明显高于PtrMYB129,因此,推测MYB011可能是miR828a关键的靶标基因。（5）为了验证MYB011是否miR828a的靶基因,qRT-PCR结果显示,MYB011在miR828-OE植株中表达水平显著下调,在miR828a-KD植株中表达则上调。降解组实验证实,MYB011的mRNA在miR828a结合位点被切割。为进一步验证MYB011的功能,构建了一个CaMV 35S启动子控制的MYB011过表达（MYB011-OE）载体,转化杨树,发现MYB011-OE转基因植株高度增加,木质部次生壁厚增加,侧枝增多。此外,还观察到MYB011-OE转基因植株木质化程度增加。综上所述,本论文克隆了一个杨树miRNA——miR828a,通过转基因技术及生化方法证明了miR828a通过负调控靶基因MYB011的表达,降低了杨树茎中降低了杨树茎中木质素的含量,导致其株高、茎粗和木质部细胞壁厚度均下调。本研究可为将来改良杨树木材材性、提高木材品质的分子育种提供新的策略。