细胞质雄性不育是油菜杂种优势利用的最有效的方式之一。目前对油菜细胞质雄性不育的研究主要包括不育基因的来源、结构特征、作用机理以及育性恢复基因的分子机制等。本研究使用的材料是从白芥和甘蓝型油菜体细胞杂种后代中选育出稳定的不育系SaNa-1A以及对应保持系SaNa-1B,并对其败育机制进行了细胞学、分子水平的研究,同时也通过小RNA测序筛选出一些可能与育性相关的小RNA,探究其在调控雄性不育中的作用。其结果如下:(1)通过对新型甘蓝型油菜不育系和保持系花器官形态比较发现,不育系花器官明显较小,且雄蕊发育不良,花粉囊内无成熟花粉粒。花药半薄切片比较观察发现,单核时期不育系小孢子内容物消失仅剩下细胞核,绒毡层液泡化严重并与药室内壁分离,最终绒毡层包裹着小孢子并与其一起在不开裂的药室内降解退化,推测其败育发生原因可能是绒毡层没有正常降解所致。进一步比较两个材料超微结构发现,从花粉母细胞时期开始不育系的花粉母细胞内一些细胞器膜结构出现异常,细胞核与核仁都要小于保持系,并且细胞内出现较多的液泡;四分体时期至单核后期小孢子外虽有孢粉素的积累但内部核仁等结构逐渐消失,内容物降解,液泡化严重,绒毡层在单核期才出现降解现象。另外在对花药中H202进行亚细胞定位检测其分布情况时发现,在花粉母细胞时期不育系花药表皮细胞的细胞壁外侧,细胞间隙之间都检测到了大量H202积累。根据以上超微结构观察结果推测不育系在花粉母细胞时期就出现了异常,绒毡层的降解出现延迟,没有及时为小孢子提供营养,小孢子发育异常,最终败育。(2)细胞凋亡检测(TUNEL)实验检测花药绒毡层细胞凋亡结果显示,正常的花药在四分体时期,绒毡层细胞会发生PCD,并在单核期达到峰值。而在不育系绒毡层细胞内未发生显著PCD现象,但却在四分体结构内检测到PCD信号,直至单核期绒毡层才出现少量PCD。以上结果说明,不育系花药绒毡层凋亡发生延迟,没有正常降解。(3)利用高通量测序技术鉴定了甘蓝型油菜CMS相关的miRNA,发现了 25个显著差异表达的miRNA。靶基因的功能进行预测发现,大部分靶基因为一些转录因子,如ARF转录因子、AP2转录因子、MYB转录因子等。对9个差异表达miRNA和挑选的靶基因在不同发育时期的表达模式进行定量检测,结果与小RNA测序基本一致,并且靶基因也显示出与miRNA负相关的表达模式。利用5’ RACE技术证实了与CMS相关的两个新的miRNA(miRn67、miRn160)靶基因切割位点。最后提出了一个关于新型甘蓝型油菜CMS育性相关的miRNA假设调控模型。