R-loop生物学是近几年广受关注的研究热点,作为基因组上的一种特殊的染色体结构,R-loop由一条RNA:DNA杂合链和一条单链DNA组成。基因组上的R-loop结构参与多种生理过程,并影响基因组稳定性,因此R-loop水平的控制对基因组稳定性的维持至关重要。尽管大量研究表明R-loop广泛存在于多个物种中,但是目前为止在植物叶绿体中的研究还很少。为了研究R-loop对叶绿体基因组稳定性影响的分子机制,我们鉴定了一个叶绿体定位的RNA核酸酶AtRNH1C,其可以有效的移除基因组上形成的R-loop结构。通过AtRNH1C蛋白互作组分析和进一步的研究发现,At Gyrases可以与AtRNH1C互作,移除r DNA区由于转录复制对撞压力积累的R-loop结构,维持叶绿体基因组稳定。这部分工作首次在植物亚细胞器中鉴定和揭示植物是如何通过控制基因组上R-loop水平维持基因组稳定性。为了更好的建立调控R-loop水平以维持基因组稳定性的调控网络,我们以atrnh1c突变体为模型,寻找参与叶绿体基因组稳定性的维持因子。通过筛选,鉴定出了一种解旋酶RHON1。在atrnh1c突变体中超表达RHON1可以部分减弱由于AtRNH1C基因突变引起的HO-TRCs（Head-On direction Transcription-Replication Conflicts）区R-loop积累。进一步研究发现RHON1可以与叶绿体编码的RNA聚合酶（PEP）互作,RHON1通过调节PEP的转录活性,缓解基因组上转录复制对撞的发生,同时限制和移除叶绿体基因组上形成的R-loop结构,进而维持基因组稳定。这部分研究结果表明,RHON1是另一条与AtRNH1C途径相平行的R-loop移除通路。此外,我们在atrnh1c突变体的背景下进行EMS诱变,筛选atrnh1c黄化表型的抑制子,寻找叶绿体中参与R-loop移除的新因子或新途径。目前获得20几株抑制子,部分抑制子已经获得了相应的候选基因。本论文前两部分的工作首次在叶绿体中鉴定了两条R-loop介导的叶绿体基因组稳定性维持途径,第三部分的工作将为我们后续筛选新调控因子提供宝贵的资源。这几部分的工作将为探索植物叶绿体基因组是如何保持其完整性开启了一个新的研究方向。