红麻线粒体中雄性不育相关基因的发掘、克隆与功能分析

红麻细胞质雄性不育（CMS）系的选育与杂种优势利用研究已取得突破性进展，但关于红麻CMS机理的研究尚未见报道。本研究以周瑞阳等选育红麻细胞质雄性不育系和保持系为材料，首先提取其线粒体基因组DNA，克隆ATP合成酶亚基基因和NADH脱氢酶亚基基因，并发掘由其形成的ORF嵌合基因；同时提取其线粒体RNA，研究上述与线粒体能量代谢相关基因的RNA编辑模式的改变，以期在细胞质雄性不育系中发现这些基因的异常编辑模式；然后利用转基因手段在可育材料中分别干扰这些基因的功能，通过后代的育性分析，即可阐明其与红麻CMS的关系。本研究不但为红麻CMS机理的研究奠定基础，同时也为植物雄性不育机理的揭示提供基础性资料和参考依据

红麻细胞质雄性不育系的选育与杂种优势利用研究已取得突破性进展，但关于红麻CMS机理的研究还较少。本研究以本课题组选育红麻细胞质雄性不育系和保持系为材料开展红麻CMS机理研究，取得了以下主要结果：（1）对红麻不育系和保持系线粒体DNA的RFLP分析，发现了不育系和保持系线粒体基因组织结构存在较大差异。（2）在不育系和保持系中克隆了atpA、atp6、atp9、nad1-9、coxb、cox2、cox3等多对基因；随后开展不育系和保持系线粒体全基因组的测序分析，研究结果为系统的从线粒体基因组层面揭示红麻的CMS机理提供了很好的参考。（3）atp9的3’侧翼序列在不育系和保持系中存在差异，不育系中有1个47bp的缺失，缺失后形成一个反向的orf57.特异性存在于不育胞质中，推测和红麻的CMS相关，转基因研究结果正在获取中。(4)线粒体基因编辑模式的研究表明atpA基因的编辑模式存在较大差异，其与红麻CMS的关系有待进一步的研究。（5）开发了两个用于鉴定不育和可育胞质的分子标记，这对于红麻的辅助育种有主要的意义。（6）建立了红麻子叶节直接再生体系，为红麻的转基因研究奠定了很好的基础。（7）克隆了一个与红麻花发育相关的新MADS-BOX基因，该基因的异常表达可能与红麻的CMS发生有关。(8)正在申请专利两项。