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细胞质雄性不育(Cytoplasmic Male Sterility，CMS)是由细胞质基因控制的并可被核恢复基因抑制的母性遗传性状，研究表明，这与线粒体异常有关。线粒体基因在能量代谢中起关键的作用，其编码的蛋白质主要是氧化呼吸链的结构蛋白和生物合成蛋白。虽然CMS在生产杂交种子中有着举足轻重的作用，但关于CMS产生的机理仍然不清楚。目前，在多种植物中发现了与细胞质雄性不育相关的线粒体基因或orfs;相较于其他的作物，有关棉花的细胞质雄性不育机理的研究还很少。目前的报道显示，orf160和orf162这两个插入棉花线粒体中的orf基因是棉花CMS的候选基因。 其中，orf160是哈克尼西棉不育胞质线粒体基因组中位于atp4基因下游的一个插入orf,过表达该基因的拟南芥和烟草，表现出部分或完全不育，因而被认为是一个棉花CMS的不育候选基因。另外一个基因，orf162来源于104-7A的不育胞质，位于atpA基因下游，以不育系P30A（104-7A衍生不育系）、保持系P30B的线粒体基因组(mtDNA)为材料进行分析后，克隆了不育胞质和可育胞质之间的差异基因orf162。 为了进一步深入了解这两个棉花CMS不育候选基因在不同种类的不育胞质当中的情况，以及分析104-7A中这个两个CMS候选基因在不育胞质和可育胞质当中是否存在转录上的表达差异，我们做了如下实验来分析: 1.本文首先分析了orf160和orf162在104-7A，湘远A，晋A，HAMS277等衍生棉花不育系当中的存在情况。通过扩增orf160和orf162这两个不育候选基因，我们发现，在被调查的CMS系中这两个候选基因均仅存在于不育胞质当中，在可育胞质中无法获得扩增结果。这表明这两个不育候选基因是不育胞质特有的，另外，本文分析了orf160及其周边序列在104-7A，湘远A，晋A，HAMS277等衍生棉花不育系中的存在状况以及表达情况，从分析结果显示，在104-7A品系当中，orf160基因的边缘序列有异于其他的被调查的CMS系材料，这值得进一步研究分析。 2.通过RT-PCR分析这些被调查的CMS材料中这两个候选基因的表达情况，结果显示，在这些材料当中，orf160和orf162这两个基因都是转录的。 3.进一步通过Northern blot分析orf160基因在104-7A中的转录情况和转录方式即:它与功能基因之间的转录关系。观察结果显示，orf160这个不育候选基因是单独转录的。与它相近的功能基因atp4在不育与可育胞质之间差异不大，但orf160在不育胞质与可育胞质之间是存在差异的，在不育胞质中获得了转录本，而可育胞质中无转录本。这说明了orf160这个不育候选基因与不育性状存在一定的相关性，但棉花CMS的恢复是发生在转录后水平，这还有待于进一步的研究来证实。