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我国烟草生产上使用的细胞质雄性不育系和杂交种占烤烟种植总面积的70%以上,其不育胞质均来自于N.suaveolens,属于sua-CMS类型。该不育类型是目前烟草中已鉴定出的唯一对农艺性状和抗性无显著不利影响的不育类型,但是其败育机制尚不清楚。为了更好的利用该不育系,需要挖掘出败育相关的不育基因及败育形成机制。另外,由于目前烟草育种和生产上长期使用sua-CMS这一类不育胞质,遗传基础脆弱,具有很大的风险性,急需创制和鉴定出新的雄性不育类型,并对现有的胞质不育类型进行农艺性状、抗病性等方面的胞质效应分析和胞质评价。本研究首先鉴定出一种新型不育胞质类型（tab1-CMS）,并对现有的7种烟草不育胞质进行了一年两点的农艺性状调查及抗病性分析,对每种不育胞质进行胞质效应分析。其次对sua-CMS及其近等同核异质系烟草花蕾进行转录组测序和生理分析,研究其败育的分子机制。主要研究结果如下:（1）利用形态学、细胞学观察判定tab1-CMS烟草败育发生在花药发育早期造孢细胞时期,扫面电镜下观察发现其花粉粒干瘪凹陷,花粉粒活性试验检测出其花粉粒没有活性,败育率调查结果显示其完全败育。对tab1-CMS、sua-CMS及可育烟草的叶绿体trnC-trnD基因间隔区间进行测序,发现了25个SNPs和InDels,选取合适位点设计引物得到一条588 bp的分子标记,经验证该分子标记是tab1-CMS类型烟草特有的标记。（2）对sua-CMS、glu-CMS、rep-CMS、rus-CMS、tab1-CMS、tab2-CMS和tab3-CMS这7种不育胞质类型烟草和可育烟草的大田期农艺性状和苗期抗病性调查,发现sua-CMS、tab1-CMS、tab3-CMS的不育胞质对农艺性状无显著不利影响,环境是影响tab1-CMS与可育烟草农艺性状差异的主要因素。tab3-CMS对青枯病的抗病性低于可育烟草,但仍属于同一病级,其他不育类型对病害的抗性与可育对照无显著性差异,tab1-CMS烟草对CMV和黑胫病的抗性优于可育烟草。（3）以MS中烟100及对照中烟100为材料,通过形态学、细胞学观察判定sua-CMS不育系的败育时期发生在造孢细胞时期之前,对应花蕾大小≤2 mm,取该时期的不育系和可育系花蕾进行转录组测序,共得到462个差异表达基因（p-value adjusted<0.001）,从中选取16个差异基因进行qRT-PCR验证,qRT-PCR结果和转录组测序结果一致,证明了转录组测序结果可靠。（4）对差异基因进行GO和KEGG注释分析,发现这些基因主要来自热激蛋白家族、内质网中蛋白加工、能量合成耦连的质子交换以及细胞形态建成过程。进一步分析发现:MS中烟100花药发育早期细胞中F1F0-ATPase组成亚基的合成基因出现下调。对小花蕾进行ATP含量的测定发现,MS中烟100内部ATP含量仅为中烟100的52%;内质网中蛋白加工监测过程、错误折叠蛋白降解过程和未折叠蛋白响应过程基因下调而PCD相关基因上调。利用透射电镜观察花药细胞显微结构发现MS中烟100花药细胞中出现了异常的PCD。推测能量缺陷和内质网胁迫诱导的细胞程序性死亡最终导致sua-CMS烟草的败育现象发生。