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洋葱（Allium cepa L.）是百合科葱属二年生草本植物,属于异花授粉作物,是当前我国主栽蔬菜之一,种植面积广泛。洋葱杂种优势明显,但其花器小,花期不集中,单花结籽率低,人工去雄成本高、难度大,因此洋葱雄性不育系的选育和利用极为必要。目前有关洋葱细胞质雄性不育的研究,多集中于细胞质雄性不育相关候选基因的筛选及分子标记,其不育性的发生机理和调控机制暂未明确。本实验室在前期工作中,明确了洋葱发生细胞质雄性不育的原因是绒毡层细胞的提早解离,绒毡层发育相关基因AMS（ABORTED MICROSPORES）在雄性不育系与保持系中表达量差异显著。为了进一步探讨该基因在洋葱细胞质雄性不育发生中的功能,本研究克隆了AcAMS基因,分析其在花发育中表达量的差异,进行基因的亚细胞定位,构建AcAMS表达载体,转化拟南芥,检测上下游基因表达量变化,初步探讨了AcAMS与洋葱细胞质雄性不育的关系,同时构建了基于TRV的pTRV2-AcPDS载体,试图建立洋葱VIGS的体系。试验结果如下:（1）以洋葱保持系SB2四分体发育时期的花药cDNA为模板克隆了AcAMS（KY296301）基因,该基因CDS序列全长1458 bp,推测编码485个氨基酸,通过BLASTp比对发现AcAMS与AoAMS（Asparagus officinalis L.）,MaAMS（Musa acuminata subsp.malaccensis）,PdAMS（Phoenix dactylifera L.）,EgAMS（Elaeis guineensis）的同源性均大于50%,进化树分析显示,AcAMS与石刁柏的AoAMS在同一分枝上,亲缘关系最近。经与其他物种的AMS氨基酸序列多重比对分析发现AcAMS存在bHLH（basic helix-loop-helix）结构域,属于MYC类亚家族bHLH转录因子。（2）利用实时荧光定量PCR技术,分析AcAMS基因的时空表达,结果表明AcAMS在花药中表达量最高,在其他花器官中几乎不表达,具有组织特异性,并且比较其在不育系SA2及其保持系SB2不同发育时期花药中的表达差异,发现AcAMS在花粉母细胞时期及四分体时期表达差异显著。（3）构建pGFP-AcAMS载体,采用PEG-Ga2+介导法转化拟南芥原生质体,结果验证了该融合蛋白瞬时定位在细胞核内,与其转录因子核定位特性相同。（4）构建AcAMS的表达载体p1250-3301-AcAMS,利用花序侵染法遗传转化哥伦比亚野生型拟南芥,经PPT抗性筛选及PCR鉴定后获得T1代植株,与野生型相比,转基因株系表现为部分不育或完全不育,部分不育植株果荚短小,完全不育植株果荚极其短小且弯曲生长,转基因株系花的雄蕊及雌蕊更长,花药颜色黯淡且干瘪,有活力的花粉粒明显少于野生型。检测转基因株系中AtAMS及其上下游基因表达量的变化,结果显示AtAMS显著上调,AtTDF1、AtMS188显著下调,而AtMGT5表达水平无明显差异。同样方法遗传转化ams突变体拟南芥,筛选出抗性苗。（5）构建AcAMS CRISPR/Cas9基因编辑敲除载体pHUN411-AcAMS,未来将用于洋葱遗传转化。（6）以洋葱的AcPDS部分序列（333 bp）和AcAMS部分序列（384 bp）,构建基因沉默载体pTRV2-AcPDS、pTRV2-AcAMS,拟建立洋葱VIGS转化体系。