雄性不育在植物界广泛存在，在生产上有重要的利用价值。有关雄性不育以及雄性不育杂种优势产生的分子机理仍然远未得到阐明，这在很大程度上妨碍了杂种优势利用的深入发展。苎麻雄性不育杂种优势已经在生产上得到利用，但相关理论研究还远远不够。苎麻雄性不育相关基因的克隆和表达、利用分子标记方法对苎麻雄性不育的研究等，国内外尚无报道，植物线粒体基因组和叶绿体基因组被认为与细胞质雄性不育性有直接关系。更多的证据表明植物胞质雄性不育性是由线粒体DNA分子突变和重组产生新的功能区(嵌合基因)造成的。ATP合成酶在能量产物的形成过程中起着重要作用，可能对花粉细胞能量代谢等方面起着重要作用。atp6、atp9、atpA等几个ATP合成酶亚基基因的研究受到普遍重视。本实验以项目组在前期工作中培育的苎麻“三系”为材料，开展了“三系”材料总DNA和线粒体DNA的提取方法的优化和ISSR标记分析、雄性不育相关基因atp6和atp9的克隆、序列分析和RT-PCR表达研究，为弄清苎麻雄性不育性的分子机理积累资料。同时，所克隆的不育相关基因将为今后利用基因工程方法培育新的不育系和研究不育形成机制奠定基础。获得如下主要结果： 1．由于苎麻组织中，酚类、粘状物及黄酮类等次生代谢物质的含量较多，纤维含量也较高，DNA的提取与纯化相当困难。本实验对苎麻总DNA和线粒体DNA的提取方法进行了适当的改进。利用ISSR方法分析了苎麻“三系”总DNA和线粒体DNA，检测到了在总DNA水平和线粒体DNA水平上的ISSR多态性。苎麻“三系”之间存在明显的多态性，苎麻中保持系与不育系的差异比与恢复系的差异要小，其中不育系和保持系之间的多态性差异可能与育性相关。 2．苎麻分子生物学方面的研究国内外还没有见到报道，没有现成可用的引物。本研究根据线粒体DNA序列具有保守性的特点，通过在Genbank上比对一些双子叶植物的atp6、atp9基因而合成简并引物，钓取了苎麻“三系”线粒体atp6、atp9基因的部分片段。在简并引物扩增序列基础上设计苎麻atp6、atp9基因特异引物，利用DNA walking策略扩增苎麻“三系”线粒体DNA的atp6、atp9基因3和5端，获得了苎麻“三系”atp6、atp9 基因的全长序列，并进行了相关的序列分析。通过与Genbank中的同源性核苷酸和蛋白质一、二级结构等方面的比较分析，发现苎麻atp6基因与某此植物同类基因的相似性很高，而苎麻atp9基因则与其他植物同类基因的相似性略低。 3．用Trizol试剂提取苎麻“三系”生殖生长不同阶段的叶片总RNA，采用RT-PCR策略分析apt6、apt9基因的表达模式，结果显示atp6、atp9基因在苎麻“三系”中都是组成型表达，但2个基因在不同取样时期出现表达量的差异。 通过对苎麻“三系”的总DNA和线粒体DNA的分子标记分析，都得到苎麻中保持系与不育系的差异比与恢复系的差异要小的结果，印证了影响雄性不育性的因素不仅表现在细胞质上，而且受核基因的影响也比较大，暗示了对雄性不育性的研究不能只局限在不育系和保持系材料之间，应该拓宽研究材料，同时考虑细胞核的影响。根据线粒体基因组较为保守性的特点，设计简并引物扩增的思路证明是可行的。本实验首次克隆到了苎麻“三系”的 apt6、apt9 基因，同源性比较分析发现，苎麻atp6基因与某些植物同类基因的相似性很高，而苎麻atp9基因则与其他植物同类基因的相似性略低。推测所克隆的苎麻atp6基因可能与雄性不育性相关，atp9基因可能与育性的关系不大。利用RT-PCR策略分析apt6、apt9基因的表达模式，表明在不同时期的叶片中苎麻“三系”都是组成型表达。