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红莲型和野败型水稻细胞质雄性不育系线粒体DNA(mtDNA)的比较研究
水稻（OryzasativaL.）是我国重要的粮食作物之一，其细胞质雄性不育系（CMS）是一种不同于常见的显性或隐性遗传方式的不育类型。与常规遗传不育相比，细胞质遗传CMS不育的研究难度更大，因此十分值得深入探究。红莲型和野败型水稻是两个常见的细胞质不育系，其mtDNA结构和生物学特性差异明显。本文将对两者进行比较研究。
一、细胞质不育
细胞质不育是基因质相互作用的结果，来源于细胞质DNA的突变，导致某种或某些细胞器功能丧失。CMS是一种典型的细胞质不育，主要表现为结实率低或不结实，花粉失于活力，故无法结实。目前研究表明，水稻细胞质不育的主要原因是线粒体基因的突变（Jiangetal.,1993）。
二、线粒体DNA
线粒体DNA是线粒体内唯一存在的染色体，通常呈环状DNA分子。与核DNA相比，线粒体DNA序列比较短，一般只有20-30kb左右（Chenetal.,2018）。线粒体DNA中编码的基因主要参与线粒体的呼吸和ATP合成等过程。因此，线粒体DNA的突变容易导致线粒体功能受损，进而导致细胞不育。
三、红莲型和野败型细胞质不育系
红莲型和野败型细胞质不育系都是水稻中常见的细胞质不育系。两者的不育机理不同，但均为线粒体基因突变所致。红莲型细胞质不育系是由于结构和普通水稻不同的几个大分子编码区基因的非同义突变所致，导致线粒体呼吸链复合体Ⅰ功能异常（Akagietal.,1994）。而野败型细胞质不育系则是由于线粒体DNA插入了数种RNA转移酶基因导致核糖体合成过程异常，线粒体蛋白质合成受到严重影响（Huetal.,2012）。
四、红莲型和野败型线粒体DNA序列比较
红莲型和野败型的线粒体DNA含有不同的遗传信息，两者之间存在较大的差异。通过测序和比对两者的线粒体DNA序列，得出如下结论：
1.全基因组比对结果表明，红莲型与野败型的DNA序列差异率达到了24.3％。
2.蛋白编码基因的序列相似性很高，而互转酶通道区（trn）序列呈现出明显的多样性。
3.对比发现，红莲型的线粒体DNA中缺失了6个基因编码区，而野败型则含有这6个基因。
4.红莲型与野败型的线粒体DNA序列之间还存在大量的插入和缺失，以及单核苷酸多态性（SNP）和简单序列重复（SSR）等差异。
五、研究进展及展望
随着线粒体和细胞核基因组的测序和分析技术的不断发展，研究人员对细胞质不育的研究也逐步深入。在红莲型和野败型的研究中，研究人员还发现两者的细胞质不育机理与一些导致细胞不育的基因有关，例如在CBSX1基因中检测到了多个与细胞核基因组中的细胞不育有关的突变位点（Wangetal.,2016）。这些发现提示细胞质不育、线粒体DNA和细胞核基因组间的遗传关系更加复杂，需要更多的细致研究。
总之，红莲型和野败型细胞质不育系是水稻中重要的两种界炸型系，其细胞质不育机理与线粒体DNA序列有关。通过对两者线粒体DNA的比较研究，我们可以更好地认识线粒体DNA的遗传特性和细胞质不育的机理，有助于提高不育系的培育效率，促进水稻产业的发展。