菠菜(Spinacia oleracea L.)系藜科(Chenopodiaceae)菠菜属一年生或两年生草本植物，也是重要的经济作物之一，其为雌雄异株植物。菠菜的遗传组成为2n=2x=12，生长周期短，易栽培，性型丰富，花原基异型不表达，是雌雄异株植物性别分化研究非常好的试验系统。从目前的研究概况开看，虽然国内外学者从形态学、细胞学、生理生化及分子生物学等不同层次对菠菜性别分化进行了研究，但是菠菜的性染色体至今并无定论。有关菠菜性别连锁的蛋白质标记和分子标记的研究在国内外尚未见报道。菠菜性别分化相关蛋白质标记和分子标记的研究对研究雌雄异株植物的性别决定和分化机制，研究和克隆与性别相关的基因以及雌雄异株植物的遗传育种具有重要理论意义和实用价值。 鉴于此，本文以菠菜为材料，从细胞学、特异性蛋白质分子、RAPD分子标记及ISSR分子标记等方面分别对菠菜的雌雄株之间的差异进行了比较性研究，以期为菠菜的性别决定和分化机制提供可靠的理论依据，为克隆其性别相关基因奠定基础。主要研究结果如下： 1.利用去壁低渗的方法，对菠菜雌雄株的核型进行了研究，结果表明菠菜的性别决定类型为XY型，雌株为XX，其核型公式为K(2n)=12=8sm+2m+2t；雄株为XY，其核型公式为K(2n)=12=8sm+2st+2t。其性染色体为同型染色体。 2.对菠菜花粉母细胞的减数分裂过程进行观察，发现在第一次减数分裂分裂后期有一对染色体发生了提前分离，认为其是性染色体。 3.采用聚丙烯酰胺不连续垂直平板凝胶电泳技术，对菠菜雌雄株幼嫩叶片和花序中的全蛋白进行了比较分析。结果表明，相对分子量大约在10.KD处，是菠菜雄株叶片的特异蛋白质条带；相对分子量大约在28 KD处，是菠菜雄花序的特异蛋白质条带，而相对分子量大约在95 KD、35 KD处，是雌花序的特异条带。它们可能与菠菜的性别分化有关。 4.利用随机扩增多态性DNA(random amplified polymorphic DNA，RAPD)技术对菠菜雌雄株的性别差异进行了比较性研究。在200个随机引物中，仅引物S1493、S1497在菠菜中扩增得到2条雄性相关的RAPD标记，长度分别为261 bp、1978 bp，GC含量分别为60.6％、41.3％，前者属于富含GC的序列，后者属于富含AT的序列。根据序列分析结果，将这2个雄性片段分别转化为重复性和特异性更好的SCAR(sequence characterizedamplified regions)标记。在该体系的基础上，根据GenBank上菠菜性别相关序列设计特异引物，组合形成特异引物对，其中仅一个特异引物对扩增得到1条雄性特异片段，该片段长1021 bp，GC含量为44.0％，属于富含AT的序列。生物信息学分析表明，其包含两个超过100个氨基酸的开放阅读框(ORF)，其功能有待于进一步研究。经单株检测和Southern杂交检测发现1021 bp片段是非常稳定的菠菜雄性特异的分子标记，而261 bp、1978 bp两个片段为假阳性的。 5.利用简单重复序列间扩增技术(inter-simple sequence repeat，ISSR)对菠菜雌雄株的性别差异进行了比较性研究。在74个随机引物中，仅引物162在菠菜中扩增得到一条雌性相关的ISSR标记，长度为1178 bp，AT含量57.7％，属于富含AT的序列。根据序列分析结果将该片段转化为重复性和特异性更好的SCAR标记，经单株和Southern杂交检测发现这个片段是非常稳定的菠菜雌性特异的分子标记，经生物信息学分析表明，该序列是串联重复序列，为非编码序列。