植物雄性不育是自然界普遍存在的生物学现象，在作物生产中已被广泛应用。玉米是全球重要的粮食和经济作物，近年来对玉米雄性不育的研究取得了一定的进展，但对玉米雄穗不同发育时期的分子调控机制仍不十分清楚，有待进一步探索。本文以玉米雄性不育突变体iapl(irregular anther and pollenl)为研究材料，对其败育过程、遗传方式、基因功能、可能的不育机理等进行了研究和分析。　　本研究主要内容包括：⑴在玉米盛花期，相对于野生型，iapl突变体的花药瘦小、萎缩，不能产生成熟花粉粒，表现为彻底的雄性不育;但雌穗可以正常接受外来花粉并结实。⑵以iapl突变体作母本，以自交系B73、昌7-2和郑58作父本，分别杂交获得F1，其F1均表现为雄性可育;以iapl突变体作母本，以3个F1作父本，分别杂交获得相应的BC1F1，3个BC1F1群体中，可育个体与不育个体的分离比例都为1:1，表明iapl突变体雄性不育性状是由隐性单基因控制。⑶利用树脂半薄切片、扫描电镜和透射电镜技术，对野生型和iapl突变体不同发育时期的花药进行形态学和细胞学观察，结果表明，iapl突变体花粉母细胞可以正常进行减数分裂产生小孢子，但绒毡层细胞发育异常，致使小孢子从四分体中释放后未能继续发育而逐渐解体，最终导致雄性不育。iapl基因突变影响花药减数分裂后期绒毡层降解和小孢子发育的过程。⑷利用3个BC1F1分离群体的8896个单株，将iapl基因精细定位在1号染色体的短臂上;通过遗传转化互补实验和CRISPR-Cas9系统对iAPl的敲除实验，验证了iAPl基因的功能。iAPl含有三个外显子，编码一个含有582个氨基酸残基的葡萄糖．甲醇．胆碱(GMC)氧化还原酶，是氧化还原酶家族的一个成员，推测参与花药发育过程中脂肪酸代谢过程:iapl突变体雄性不育是由iAPl基因的第三外显子上一个hAT转座子插入造成的。⑸荧光定量PCR和原位杂交结果表明，iAPl主要在花药发育四分体形成后期绒毡层和小孢子中特异表达;亚细胞定位结果表明，iAPl蛋白主要在细胞内质网行使其生物学功能。⑹对野生型和突变体花药的代谢组比较分析，发现在成熟期突变体花药单位表面积蜡质含量高于野生型，单位表面积角含量明显低于野生型，而单位质量花药的总脂肪酸含量要低于野生型。推测，L4Pl基因可能参与了花药发育过程中脂类代谢的调控。⑺对野生型和突变体花药的转录组比较分析，初步鉴定出在花药发育过程中与iAPl相关的差异表达基因。