细胞质雄性不育是利用作物杂种优势的主要方式,在多种作物的杂交种生产中得到利用。历史的经验表明,长期使用单一胞质可能面临着潜在的风险,这意味着丰富可利用的胞质多样性,构建不同细胞质来源的不育系有利于保障生产的安全性。在油菜杂交种生产上,我国广泛利用的Polima不育胞质具有一定的温度敏感性,很难选育出稳定的不育系,因此,需要创建和培育新的不育和恢复系统。在芸苔属近缘种与油菜杂交后代中,可以选育出很多新的不育类型。本研究利用了由芥菜型油菜与5种不同来源的芸苔属近缘种远缘杂交获得的芥菜型油菜异源胞质不育系。因此,本研究一方面借助芥菜型油菜异源胞质不育系,将其不育胞质转移到甘蓝型油菜中以创建新的不育胞质类型;另一方面将芥菜型油菜Ogura胞质恢复基因导入甘蓝型油菜中以创建新的恢复材料,主要研究结果如下:1.通过对五种芥菜型油菜异源胞质不育系的线粒体DNA进行二代和三代测序,获得了 5种胞质线粒体基因组。不同不育胞质的线粒体基因组大小在225.667kb-256.592kb之间,包含相似的保守编码基因数目,重复序列所占的比例在3.74%-8.53%之间。与芥菜型油菜正常胞质线粒体基因组比较发现,5种异源胞质线粒体基因组存在复杂的序列重组和倒位,差异SNPs和Indels集中在芥菜型油菜线粒体基因组的几个重组热点区域;5种异源胞质分别包含不同的线粒体型特异序列,大小在37.2kb-44.5kb之间,同时包含不育基因orf108,且在不同胞质间具有一定的序列差异。从线粒体转录组数据中,发现5种异源胞质分别表达了 4-6个不同的ORF,而且RNA编辑位点在不同胞质的基因编码区和间隔区具有不同的数目。根据基因序列、表达水平和表型等方面的比较分析,推测orf108可能不是Brassica oxyrrhina和Diplotaxis catholica胞质的不育基因。2.通过将芥菜型油菜异源胞质不育系与甘蓝型油菜7-350进行不断的回交选育,成功将芥菜型油菜中的 Brassica oxyrrhina、Diplotaxis catholica 和Moricandiaarvensis三种胞质导入到甘蓝型油菜中,获得不同不育胞质的甘蓝型油菜不育系,其中Brassica oxyrrhina胞质在甘蓝型油菜中败育彻底,稳定,具有一定的应用前景。3.将芥菜型油菜Ogura不育胞质的恢复基因导入甘蓝型油菜背景后,获得甘蓝型油菜恢复系R206。相比欧洲普遍使用的恢复系R2000,恢复系R206具有较短的萝卜染色体片段。基于染色体特异k-mer的分析方法,发现萝卜恢复基因所在区段两端携带了部分甘蓝型油菜C09染色体片段。对分离群体进行SNP芯片和全基因组重测序分析发现:差异SNP集中分布在A10染色体的末端;进一步利用F2群体进行标记连锁分析,将该区段定位于A10染色体上,不同于R2000恢复基因所在的C09染色体位置。结合标记对应的物理位置,推测恢复系R206的恢复基因位于甘蓝型油菜A10染色体的末端,恢复基因所在区段来源于萝卜R09染色体8.4-10.3Mb,且两端包含了来自C09染色体45.2-47.6Mb和59.8-61.7Mb的序列。因此新型恢复系R206在染色体位置和萝卜染色体区段大小上均不同于R2000,有望应用于我国油菜的杂交种生产中。