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胡萝卜（Daucus carota L.）是世界十大蔬菜作物之一,含有丰富的α-和β-胡萝卜素。国内外规模化胡萝卜生产基地大多使用杂交品种,采用雄性不育途径选育而成。胡萝卜雄性不育为胞质雄性不育类型,主要有褐药型和瓣化型。瓣化型雄性不育是目前生产上应用最为广泛的,其基本特征为雄蕊器官结构变为花瓣或萼片,无小孢子发生组织,但雌蕊器官正常。前期研究发现胡萝卜瓣化型雄性不育系存在线粒体重组现象,并导致不育系中atp9终止密码子发生非同义突变导致编码区延长,比可育系多了13个氨基酸,ATP9在不育系中过量表达,被认为可能与瓣化型雄性不育相关。也有研究发现瓣化型雄性不育系花发育的早期氧化磷酸途径中的关键基因及控制2-3轮花发育两个MADS-box核基因DcMADS2和DcMADS3的表达受到抑制。但目前关于线粒体形态结构及基因组层面的研究尚未见报道。本研究以瓣化型雄性不育系（P2S）及其保持系（P2M）为试验材料,比较其线粒体形态结构的差异,并进行线粒体基因组重测序,比较两者之间的差异,初步筛选与雄性不育相关基因,为深入开展雄性不育调控机制奠定基础。1、透射电子显微镜观察结果显示,P2M和P2S中大多数线粒体长度在0.61.5μm之间,大小正常,但在P2S叶片细胞中发现超大线粒体（>5μm）现象,且内嵴堆叠。叶片细胞中P2S平均每个细胞中含有4.8个线粒体,P2M中含有8.4个。花序细胞中P2S平均每个细胞含有5.2个线粒体,包括空泡化线粒体1.3个;P2M中含有9.0个,包括空泡化线粒体0.7个。通过基因组重测序,P2S和P2M线粒体基因组大小分别为274,155 bp、281,120 bp,其中P2S缺失了6965 bp,两者之间存在7处结构变异（SV）,这也导致3个orf缺失,分别是orf27、orf32、orf34,这可能与P2S中线粒体数量减少,内嵴堆叠,空泡化严重密切相关。2、以P2M为对照,P2S基因区共发现46处SNP变异和6处InDel变异,通过TMHMM软件预测P2S中变异基因以及缺失orf的跨膜结构,初选出6个雄性不育相关基因,分别为:orf27、orf30、orf32、orf34、orf40a、orf26。通过对花发育3个时期的表达量分析,结果表明orf27、orf30、orf32、orf34在P2S和P2M中存在显著差异,可作为候选基因深入开展相关功能的研究。3、根据P2S中SV变异设计4对特异引物,通过对不同基因型不育系和保持系、国内地方资源以及杂交品种的多态性检测,发现国内个别地方资源存在单个不育带型,但在不育材料中同时存在4个不育条带。MtD1-4标记在不育系和保持系中的符合率分别为:96.2%、100%、96.2%、100%,可作为检测胡萝卜瓣化型雄性不育源使用。