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光敏核不育水稻由于具有长日照条件下不育而短日照条件下可育的特性，既可作不育系，又可作保持系，是发展水稻“两系”法育种的重要种质资源。众多生理生化和遗传学方面的研究都表明光敏雄性不育是一个十分复杂的现象。迄今为止，人们对光敏核不育现象具体作用机理知之甚少。因此，本研究从分子水平入手，分离克隆控制水稻光敏雄性不育性的基因，设法阐明光敏核不育水稻雄性不育和育性转换的机理。这无论是对植物雄性不育发生机理的丰富，还是对寻找培育优良雄性不育系的新途径，都具有重要的意义。此前研究表明，根据不同杂交组合遗传背景的差异，农垦58S的不育性受到1个或2个主效位点的控制，位于水稻第七染色体上的pms1位点在绝大多数杂交组合中都能检测得到。利用水稻籼型不育组合32001S／明恢63，pms1被定位在RFLP标记RG477和R1807之间，分别距离0.5 cM和3.8cM，物理图谱的构建、BAC克隆测序以及进一步精细定位将基因框定在BAC克隆2109上2个SSR标记之间，并完成了该区段微物理图谱的构建。本研究的主要内容及其结果为：1．从农垦58 BAC文库筛选得到克隆18P4并进行shotgun文库构建、亚克隆测序和拼接，最终得到长度为81，029 bp的外源序列，与克隆2109重叠55，046 bp。2．对2109的序列进行修正和注释，其上总共有13个预测基因，预测的编码区和可转座子成份分别占BAC总长度的28.3％和31.0％，进一步比较认定候选区段7个预测基因中的5个是pms1的重要候选基因，可以进行进一步的功能研究。3．以pms1区段粳稻品种日本晴和农垦58以及籼稻品种93-11和明恢63的基因组序列为材料进行共线性研究，它们在基因水平上具有较好的共线性，而在基因间隔区差异比较大，并且这种差异主要来源于LTR-retrotransposons的插入和缺失；93-11与农垦58之间的多态性最高而明恢63和93-11之间的最低，亚种间的多态性总体上比亚种内的高，但日本晴和农垦58之间的多态性比农垦58和明恢63之间的还高，而且该区段DNA的多态性比全基因组平均水平要高得多；进一步对LTR-retrotransposons插入时间进行估计证实了pms1区段从籼粳分化以来经历了一个非常快速的进化过程。4．对以前所有转基因材料进行育性考查和分子表记分析未能找到表型与分子标记相关性很好的家系，而进一步对1个光形态建成相关基因的转化试验也未能得到预期结果，初步断定pms1可能不在该区段。5．构建农垦58S／明恢63近等基因系，从1个大约2200株的BC2F3群体中获得了500株极端雄性不育单株，利用SSR标记ch743和ch745进行初筛，获得了50个极端不育重组单株：以大量的亚克隆作探针对亲本进行分析发展了一系列可用标记，进一步的标记分析将基因确定在Rssr和5C1aG8之间；结合以前的定位数据，初步断定基因在Rssr和H1／N2之间。6．对BAC克隆57N1和24L2进行了序列测定，24L2的外源全长119，695 bp，57N1的外源全长89，893 bp，最终2109、57N1和24L2这3个克隆连成一个大的contig，全长290，641 bp。比较发现日本晴和明恢63基因组序列在该区段存在大片段的缺失和插入，从而导致Rssr与5C1aG8之间的物理距离在明恢63和日本晴基因组上分别为109 kb和242 kb。与缺失和插入相关的片段是一些LTR-retrotransposons以及几个串联重复基因。两个品种在Rssr与5C1aG8之间大约重叠85 kb并有8个预测基因，而其中5个位于Rssr和N685之间21 kb的区段，这说明后者是一个基因富集区和重要功能区，另外，H1／N2和N685之间没有预测基因：综合以上信息，基因最终被确定在Rssr和N685之间。7．生物信息学分析表明，Rssr和N685之间有5个预测基因，其中3个在拟南芥中能找到高度同源蛋白。以pCAMBIA 1301为载体，将5段相互重叠的明恢63 DNA片段导入到农垦58S中并获得了大量转基因植株，其中片段ulp1的拷贝数在T0代得以检测。8．对携带不育基因型的亲本农垦58S、农垦58和部分光敏不育系以及携带可育基因型的亲本1514、轮回422进行了PCR扩增和测序，两组亲本间共找到了突变一致的5个SNP和1个单碱基的插入或缺失。总之，本研究利用两个定位群体的数据并结合基因组序列的比较分析将pms1定位在一个21 kb长的DNA片段内，该区间内存在两个重要的候选基因，这为pms1的最终克隆奠定了坚实的基础。