细胞质雄性不育系作为杂交育种的重要材料,其分子机理的研究对花粉发育及细胞质遗传等问题的探究具有重要作用。细胞色素C还原酶铁硫蛋白(RISP)是线粒体电子传递链多酶复合物的一个亚基,它催化电子从辅酶Q传给细胞色素C。RISP在线粒体呼吸链中的作用是完全必要的,其为线粒体产生能量用于生物体各项生命活动提供重要保障。对不结球白菜BcRISP1基因的功能研究有助于进一步了解不结球白菜胞质雄性不育发生的机理。本实验利用不结球白菜差减杂交库分析不育系与保持系的差异,发现细胞色素C还原酶铁硫蛋白基因BcRISP1在不育系和保持系中的表达有差异,于是设计引物,克隆获得BcRISP1基因全长。通过酵母双杂交筛选互作基因并验证,亚细胞定位及转基因验证,明确了BcRISP1基因的表达与不结球白菜雄性不育的相关性。主要研究结果如下：1.从不结球白菜抑制消减cDNA文库中克隆出一条BcRISP1基因,是细胞色素C还原酶铁硫蛋白家族的成员之一。BcRISP1序列全长810 bp,编码269个氨基酸,同时含有一个细胞色素C还原酶跨膜域(Ala77-Asp141)和一个Rieske[2Fe-2S](Val170-Lys266)结构域。通过氨基酸比对,发现其与其他物种的RISP家族具有很高的同源性。荧光定量PCR表明BcRISP1基因在不育系花蕾的孢原细胞阶段高表达。亚细胞定位发现BcRISP1主要定位在细胞膜和细胞核上。因此,推测BcRISP1在Pol CMS不育系中可能起一定的作用。2.利用Gateway技术构建了植物过量表达载体并转化农杆菌侵染拟南芥,筛选阳性苗进行功能分析。表型分析发现转基因拟南芥植株的种子数减少,种荚数及种荚的大小也小于野生型拟南芥。实时定量PCR发现线粒体呼吸链相关基因COX10和RIP1表达量上调,而QCR7和SDH2-1基因表达量下降。同时BcRISP1基因过表达会减少花粉的形成并抑制花粉管的萌发。这就表明BcRISP1基因的过表达会影响转基因拟南芥植株的育性。3.从不结球白菜Pol胞质雄性不育花中提取总RNA,通过长距离PCR,扩增双链cDNA(ds cDNA)。利用SMART技术,通过同源重组的方法,在酵母菌株Y187中构建了不结球白菜Pol胞质雄性不育花的全长cDNA文库。经检测,文库的转化率为1.80×106转化子/3 μg pGADT7-Rec,文库滴度为1.21×l07cfμ/mL,重组率为94%。利用酵母双杂技术,筛选出与BcRISP1基因互作的基因CYP81G和PIP2。通过质粒共转化和荧光双分子互补实验验证了其互作关系。