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有关亚洲栽培稻(Oryza sativa L.)和野生稻线粒体基因组遗传多态性的研究报道较少。本研究通过比对典型籼稻(indica)和典型粳稻(japonica)的mtDNA,建立了16个mtDNA多态性位点,并利用这些位点对稻属AA基因组中亚洲栽培稻的5个亚群体及4个野生种进行了遗传多态性及系统演化关系分析。旨在促进对水稻细胞质遗传多态性的认识,为探讨亚洲栽培稻的系统演化规律提供新的细胞质分子证据。主要研究结果如下：1.稻属AA基因组mtDNA的籼粳分化和系统演化关系15/21的indica品种是籼型,6/21是偏籼型；15个temperate japonica品种中,除1个品种是偏粳型外,其余的14个都是粳型；13个tropical japonica品种都是粳型；aus品种主要是籼型(6/14)和偏粳型(5/14),还有2个是偏籼型,1个是粳型；aromatic品种主要是偏粳型(8/13),其余的是粳型(3/13)和偏籼型(2/13)；普通野生稻(O. rufipogon Griff.)多数偏籼(14/23),少数(8/23)偏粳,Laos CWR是籼型；2个尼瓦拉(O. nivara)、1个短舌(O. barthii)和1个南方野生稻(O. meridionalis)都偏粳。由此推测：线粒体的籼粳分化在AA基因组中可能是普遍存在的。由于4个indica和2个tropical japonica品种为核质异型,所以没有对这6个品种进行遗传多态性和演化关系分析。遗传相似性研究表明：aus与indica的亲缘关系更近,而aromatic与temperate japonica和tropical japonica更近,aus和aromatic可能是indica和japonica间的过渡群体；普通野生稻与indica的亲缘关系比与japonica更近。本研究还发现亚洲栽培稻中只有29.6%的品种mtDNA具遗传多态性,而野生稻中这一比例为96.3%。亚洲栽培稻各亚群体mtDNA多态性从高到低依次为：aromatic>aus>indica>temperate japonica>tropical japonica。2.不同类型细胞质雄性不育系mtDNA的遗传差异本研究利用SSV和SNP共27个多态性位点将13类水稻细胞质雄性不育系分为8组。以野败型为代表的Ⅰ组,包括印水型、K型、冈型、D型、矮败型,这些不育系细胞质mtDNA的27个位点序列完全一致,由此推断,其细胞质都来源于野败型。另根据这27个位点的序列特异性分别分为Ⅱ组(马协型)、Ⅲ组(红莲型),Ⅳ组(包台型),Ⅴ组(滇1型,)Ⅵ组(辽型),Ⅶ组(里德型),Ⅷ组(CW型)。根据花粉败育类型,Ⅰ组和Ⅱ组为孢子体细胞质雄性不育系,其细胞质遗传差异相对较小。Ⅲ组～Ⅷ组为配子体细胞质雄性不育系,其细胞质彼此间都不相同,其中一些遗传差异相对较大。所有孢子体细胞质雄性不育系的细胞质都偏籼；配子体不育系中除红莲型偏籼外,其余的不育系都偏粳。本研究还发现滇1型也具有导致了BT型CMS现象的基因orf79,而辽型具有不能导致LD型CMS现象的orf79结构。因此,基因orf79被推断与滇1型的CMS有关,而与辽型的无关。与不育相关的atp6-orf79结构可能经历了复杂的演化过程。3.水稻淡黄绿叶色突变体呼吸作用相关基因的表达分析通过比较水稻淡黄绿叶色突变体标810S与野生型810S剑叶中与呼吸作用相关的8个基因的表达量发现：与野生型相比,突变体在上午9点钟和下午14点钟分别有6/8和4/8的基因的表达量显著低于对照,其它基因表达量的差异不显著。而且在上午10点钟,突变体中细胞色素c氧化酶的活性约为野生型的50%。导致以上结果的原因可能是：突变体中叶绿素的缺失导致了光合作用产生的能量和有机物不足,由此引起了呼吸作用减弱。标810S可能靠减弱呼吸作用等耗能、耗有机物的代谢的方式来维持自己的生存,弥补能量和有机物生产不足的缺陷。本研究还发现：与上午9点钟相比,野生型和突变体在下午4点钟分别有6/8和7/8的呼吸作用相关基因的表达量显著增强。这可能因为当外界环境中的光强在一定范围内增大,光合作用产生的能量和有机物都增加,呼吸作用也随之加强。这表明植物可以根据环境的变化随时调控多种基因的表达。