本实验以玉米(wf9)、同源四倍体玉米(Twf9)和四倍体玉米(V182)、四倍体多年生大刍草(9475)、四倍体指状摩擦禾以及7个异源多倍体为供试材料,利用直接测序的方法对11个材料3个线粒体基因(atp6、nadl第二内含子、cob)和3个叶绿体基因(matK、rbcl、 psbA-trnH)进行直接测序分析,对7个以玉米为母本的异源多倍体核质互动的细胞质基因碱基序列的变异情况进行了初步的探索,旨在探究异源多倍体细胞核物质的变化是否会对细胞质基因产生影响,研究结果对异源多倍体的核质进化和细胞质育种研究具有一定积极作用。实验取得的主要结果如下：1.亲本之间的序列比对表明,在玉米之间以及玉米与9475之间细胞质基因差异较小,而玉米和9475与摩擦禾之间的差异较大,这说明不同亚属的种间细胞质基因的差异小于不同属间。同时,研究还表明,同源加倍可能会导致细胞质基因碱基序列的改变,但程度较小。2.通过玉米(wf9和Twf9),9475以及二者之间的杂种后代MP30和MP40的序列比较结果可以看出,异源三倍体MP30的变异程度高于异源四倍体MP40,这可能说明细胞核内双亲染色体数目的不平衡会对细胞质基因组变异产生较大影响。3.通过以玉米V182母本的5个异源多倍体的碱基序列比较可以看出,随着杂种后代细胞核组成的变化,同一母本来源的细胞质基因的碱基序列也发生变化。即在测定的6个细胞质基因中,MTP2-9有20个碱基位点的变异,MTP94和MTP58有4个碱基位点的变异,MTP2-11有2个碱基位点的差异,而MTP74无变异,说明不同的细胞核组成对细胞质基因的影响不同。4.通过玉米V182、9475与摩擦禾及其杂种后代(5个材料)碱基序列比较可以看出,在6个基因中MTP74与其母本V182的序列一致性均为100%,无变异位点,而在MTP74与9475杂交后代MTP94、MTP2-9、MTP2-11、MTP58均出现了碱基的变异,这说明物种间杂交以及外源染色体的加入可以引起细胞质基因较大的碱基变异。5.通过7个以玉米为母本的异源多倍体在6个基因的变异位点总数的比较可以看出,线粒体的变异位点总数为25个,而叶绿体只有9个,线粒体基因的变异程度高于叶绿体,这就说明了相比较而言叶绿体基因保守性更强。材料中MTP2-9在6个基因中的变异位点总数为20个,表现最不稳定,其次是MTP58和MTP94,而MTP74在6个基因中均无变异,表现最稳定。6.通过对比系统进化树的结果可以看出,6个基因整合序列的进化树比单个用线粒体、叶绿体基因以及3个线粒体或者叶绿体基因整合序列分支更多,这说明了异源多倍体的分类是可以通过细胞质基因的整合或者选择具有足够变异位点的基因来进行的。