细胞质雄性不育（Cytoplasmic Male Sterility,CMS）是一种可产生无功能花粉的植物不育现象。CMS的分子机理十分复杂且来源范围广,所有导致植物线粒体基因组结构和基因功能发生改变的情况,均有可能造成植物CMS现象。CMS在多种植物中均发现,并且大量研究已证实CMS与植物线粒体基因组的结构变异,以及CMS基因相关。本文利用三代Pac Bio和二代Illumina Hiseq技术对两个新质源烟草品种的不育系和保持系（YY85、s YY85、ZY90和s ZY90）的花蕾进行线粒体基因组测序,并针对两个烟草品种的不育系及其相应保持系的线粒体基因组分析。研究结果表明:（1）同一烟草品种中CMS系的线粒体基因组较大,差异区域多为非编码区;s YY85中71.15%的序列和YY85中77.33%的序列同源,s ZY90中78.99%的序列和ZY90中88%的序列同源。（2）对两个烟草品种的线粒体基因组进行共线性分析,发现云烟85和中烟90的不育系中均检测到大量的重排区域,且易位区较多。（3）两个烟草品种中不育系和保持系的重复序列长度均发生显著变化,五聚体型的简单重复序列在4个烟草线粒体基因组中保守,而四聚体和六聚体在不育系及其相应保持系中不同,其中（CTTA）n和（CTCCAA）n仅来源于云烟85和中烟90的不育系。（4）YY85、s YY85、ZY90和s ZY90线粒体基因组中均有13个保守基因簇,且nad2-sdh3和nad6-rps4两个基因簇在CMS系中相距较远。（5）在YY85、s YY85、ZY90和s ZY90线粒体基因组中,发现33个保守蛋白编码基因,且在两个品种的保持系中均检测到一个的nad3拷贝基因。（6）两个烟草品种的线粒体基因组中,CMS候选基因（atp6、cox2、nad2和sdh3）显示相同序列差异,且基于这4个基因的进化树可以很好地区分烟草线粒体基因组序列的CMS系和保持系。（7）共发现16个CMS特异性开放阅读框（open reading frames,ORFs）作为烟草CMS候选基因,3个（orf91、orf115b、orf100）已被报道与CMS相关的ORFs在s YY85和s ZY90中同样存在。（8）此外,在s YY85和s ZY90的线粒体基因组中均发现一段大小为41,147 bp的CMS特异片段,有重复序列分布在CMS特异片段的内部和附近。综上所述,尽管烟草CMS系和保持系的线粒体基因组共有大部分序列、基因和基因簇,但基于线粒体基因组的综合分析发现了显著的结构变异,包括重排、基因顺序、线粒体基因组扩增和收缩事件都可能与CMS有关。另外,候选蛋白质编码基因、CMS特异ORFs和CMS特异片段与CMS机制密切相关。