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细胞质基因同时影响胡萝卜的两种雄性不育变异。研究认为,胡萝卜雄性不育主要受线粒体的基因重组影响而与叶绿体无关。叶绿体基因组表现稳定, 而线粒体基因组(mtDNA)不仅在不同物种，亚种，栽培品种间有明显的变化，在相同栽培品种的不同植株的中也有显著区别［6］。Shcieke 等［7］研究发现,胡萝卜不育性表现与线粒体DNA的特异碱基顺序及其转录和转译模式密切相关。育性恢复基因与不育基因的定位和标记对胡萝卜杂交育种具有非常重要的意义。虽然雄性不育对植物自身没有有益帮助，但在利用杂种优势进行育种及研究时有巨大的帮助。国内外生物学研究的热点之一就是植物细胞质雄性不育及其相关机理，现已取得了较大进展。研究发现雄性不育现象与细胞质关系密切：首先，胡适宜等［8］人的研究发现作为能量代谢的主要细胞器的线粒体的其结构与数量可能对CMS现象产生影响。Scheik等［9］对胡萝卜两种细胞质雄性不育系的叶绿体 DNA（cpDNA）和线粒体DNA（mtDNA）的限制性片断分析阐明：保持系与不育系细胞存在差异，线粒体之间的的限制性片段都是不同的；线粒体结构不受导入核育性恢复基因的恢复育性的影响；有些线粒体基因的转录方式和基因组环境在不育和可育胞质间存在差异。因此，不同的胡萝卜胞质不育表现型影响线粒体特异的碱基顺序的重排、转录以及翻译模式。Chaahal ［10］对胡萝卜两系的线粒体DNA进行酶切和Southern印迹杂交，也发现可育细胞质和不育细胞质存在明显差异。
周玮等［11］证实在烟草中未编辑的atp9 mRNA能导致烟草不育,烟草不育系及其同型保持系中的atp9不同。包括atp9 mRNA在序列、氨基酸、3-核苷酸模式等方面的一文信息的差异 ,从而导致ATP的合成受到影响, 是引起雄性器官发育不良,从而产生雄性不育。段继强等［12］在通过保持系和恢复系苎麻雄性不育系atp9基因对比,发现了在编码区3′端存在的碱基的差异和缺失。同时通过RT-PCR得到,雄性不育系atp9 基因在现蕾期和盛花期有大量表达。他们推断是不育系atp9基因序列差异引起翻译产物的差异或基因异常表达影响了ATP的代谢,从而使不育系雄蕊败育 ,而产生CMS性状