我国烟草育种和生产上使用的雄性不育胞质主要是sua-CMS一种类型,长期使用单一不育胞质遗传基础脆弱,在生产上具有较高的潜在风险。本研究通过生物信息学方法和特异性ORFs的PCR扩增获得了烟草sua-CMS不育类型的分子特征;通过半定量、荧光定量表达、酶活性分析和RNA编辑的研究方法,探讨sua-CMS的不育特点,为sua-CMS不育机制研究奠定基础。tab1-CMS是在K326中发现的一个雄性不育材料,该不育材料败育彻底,通过比较该不育系和保持系在花期农艺性状和苗期抗病性的差异,评价tab1-CMS的不育特点,为鉴定和利用新的不育胞质类型奠定基础。主要研究结果如下:(1)利用ORF-Finder,BLASTN,BLASTX在烟草中烟100不育系和保持系的线粒体基因组中筛选ORF>70的ORFs,通过BLAST比对,对sua-CMS不育系特有的31个ORFs设计特异性引物,在烟草七种胞质雄性不育类型(sua-,glu-,rep-,rus-,tab1-,tab2-,tab3-)不育系和保持系中进行扩增,发现位于sua-CMS不育系线粒体基因组上122845-123313、372705-343743、414430-415454三个区段的六个ORFs(ORF82、ORF103、ORF115~a、ORF100、ORF115~b、ORF91)是sua-CMS不育系特有的。进一步利用三个可育烟草Speight G-28、K326、NC82分别与七种胞质不育类型杂交并回交得到的BC1F1代,以及三个sua-CMS不育胞质回交十代以上的不育系和三个sua-CMS不育胞质杂交种为材料,在三个区段内进行PCR扩增,结果仅在含有sua-CMS不育胞质的烟草中可以扩增出相应大小的条带,其他不育胞质类型和可育烟草中均无扩增,表明这三个区段为sua-CMS不育系所特有。(2)半定量RT-PCR和荧光定量qRT-PCR分析了烟草sua-CMS和可育系六个ORFs(ORF82、ORF103、ORF115~a、ORF100、ORF115~b、ORF91)在不同组织部位(叶片、花蕾、花药和根)的相对表达量,结果表明,六个ORFs均在不育系的花蕾和花药中高表达,在可育系中未表达。(3)对24个线粒体编码基因进行PCR扩增后序列比对,进行RNA编辑位点分析,分析RNA编辑的特点,并对与线粒体复合物III、IV相关的基因(COX1、COX2、COX3、COB)在叶片和花蕾中的相对表达量进行分析,结果发现RNA编辑对sua-CMS不育系和可育系有着广泛的影响,可育系中存在较多的RNA编辑位点,基因的相对表达量均表现出在sua-CMS不育系和可育系的花蕾中高表达,sua-CMS不育系的相对表达量更高。(4)比较分析烟草tab1-CMS不育胞质同保持系在花期主要农艺性状和苗期抗病性(TMV、CMV、PVY、黑胫病和青枯病)方面的差异,结果表明,tab1-CMS的不育胞质在抗TMV、PVY、CMV、黑胫病和青枯病上同可育胞质没有显著差异,两种胞质在株高性状上有显著差异,在茎围、叶长、叶宽和有效叶片数性状上无显著差异。