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玉米细胞质雄性不育(CMS,cytoplasmic male sterility)是一种受细胞核和细胞质遗传物质双重控制的母性遗传性状,其遗传方式不符合孟德尔遗传规律。它是杂种优势广泛利用的基础,不仅在玉米育种中有很大的应用价值,还为细胞质遗传和核质互作的研究提供了极好的材料。依据玉米细胞质雄性不育恢复专效性的特点,CMS分为了三种类型:CMS-T、CMS-S和CMS-C。其中CMS-T虽育性稳定且败育及育性恢复机理都研究得比较透彻,但它对玉米小斑病T小种表现高度专化感染;CMS-S虽然对玉米小斑病T小种不具有专化感染,但S型不育系对环境较敏感,育性稳定性较差;CMS-C不仅育性稳定且具有抗玉米小斑病T小种侵染的优势。因此,C型不育系的利用对玉米育种具有重要意义。但目前CMS-C的败育及其育性恢复机制的研究都还不够深入,尤其是恢复基因的研究至今还未有一个统一的结论。本研究一方面对黄早四核背景下的C型不育系(C黄早四、Ec黄早四、Es黄早四、RB黄早四、类黄早四)、保持系(黄早四)和48-2核背景下的C型不育系(C48-2、Ec48-2、Es48-2、RB48-2、类48-2)、保持系(48-2)及Mo17核背景下的同核异质不育系(T M017、C Mo17、SMo17)及保持系(Mo17),强恢复性杂交F1组合(C黄早四×068)、弱恢复性杂交F1组合(C48-2×068)的线粒体atp6基因的部分保守区域进行了SNP分析比较。另一方面用C型细胞质雄性不育系C48-2、C黄早四、C478、CMo17与测验系ES40、18白、5022、自330、068分别组配了F1、F2、BC1等不同世代,并调查它们的育性,得出以下结果:1.序列分析表明,在扩增的保守区域内,CMS-C与N、CMS-T和CMS-S存在两个碱基的差异;还有一个差异碱基在CMS-T中为T,在其它三种胞质中为C。不同核背景的C胞质在atp6基因同一位置均为TG,不同CMS-C亚组在atp6基因同一位置也均为TG,恢复程度不同的F1代在atp6基因同一位置仍然为TG。通过比较其所编码的氨基酸序列发现这两个碱基的差异(TG-CA)造成了一个氨基酸残基的变化:在CMS-C中为谷氨酸(E),在N、CMS-T、CMS-S中为赖氨酸(K)。2.通过对育性调查结果的分析发现:不同核背景下C型不育系对同一测验系具有不同的育性反应。自330与C48-2的F1代表现为完全不育,而与C黄早四及C478的F1代表现为完全可育;18白使C48-2、CMo17育性完全恢复,但却使C黄早四、C478育性完全保持。3.自330与C黄早四、CMo17组配的F2代育性分离比例都符合3(可育):1(不育),回交一代的育性分离比例符合1(可育):1(不育),推测自330中含有一对能使C黄早四、CMo17育性恢复的基因;根据068与C黄早四、CMo17的F2及回交后代的育性分离情况,推测068中也含有一对基因能使C黄早四、CMo17育性恢复,除此之外可能还含有一些微效恢复基因。4.在一些C型不育系中可能存在对恢复基因起修饰作用的基因。在C478×068、C478×自330的回交后代中不育株明显多于可育株,因此推测其可能的原因是C478含有一对隐性上位基因在起作用。5.异型保持系有可能使不同核背景下的C型不育系育性恢复。如:48-2和黄早四分别是C48-2和C黄早四的保持系,但它们却能完全恢复CMo17的育性,并且48-2也能使C黄早四的育性完全恢复。6.对测验系自330、18白、ES40进行等位性分析,发现这三个测验系含有的恢复基因都是非等位基因,说明除了已经发现了的两个主效恢复基因(Rf4和Rf5)以外还存在其他的主效恢复基因。