1、細胞質雄性不育在高等植物中廣泛存在，受到育性恢復基因的抑制或互作。目前已克隆的育性恢復基因多屬于 PPR基因。本實驗室前期對哈克尼西棉細胞質雄性不育育性恢復基因 Rf1的研究發(fā)現(xiàn)其位于雷蒙德氏棉 D5基因組第9號染色體上。本研究分析了亞洲棉、雷蒙德氏棉和陸地棉基因組上的PPR基因，并對D5基因組第9號染色體上的PPR基因進行VIGS功能驗證。對D5基因組第9號染色體上的89條PPR基因構建系統(tǒng)進化樹，將其分為9類，依次命名為L1-L9。

2、每一類選取同源性較高的區(qū)段作為插入片段，連接至pCLCrVA載體上，構建為重組病毒載體，農桿菌介導法接種F1植株，后期進行表型觀察及轉錄分析，實驗結果主要為：
　　1.預測A2、D5和AD1基因組分別包含586條、589條和1133條PPR基因，成簇分布于染色體上。推測亞洲棉與雷蒙德氏棉在經(jīng)花粉融合及加倍形成陸地棉的過程中，或是長期的持續(xù)進化過程中，丟失了42條PPR基因。
　　2. VIGS技術沉默D5基因組第9號染色體上

3、的89條PPR基因，其中66條基因表現(xiàn)為下調，23條基因表現(xiàn)為未下調。L1含有32條基因，其中的27條基因表達量下調。L6含有27條基因，只有14條基因表達量下調。表明 VIGS技術沉默基因家族的多個成員時，基因之間的沉默效率不一致，選取合適的插入片段對于沉默效率具有重要的影響。
　　3.育性調查發(fā)現(xiàn)，L1、L2和 L6出現(xiàn)了單朵花的不育，同時出現(xiàn)半不育性狀。相對熒光定量結果顯示VIGS技術僅僅能夠部分沉默而不是完全沉默功能基因，

4、陽性株所表現(xiàn)出來的育性不一致或不穩(wěn)定，同時也表明PPR基因可能與植株育性有關。
　　4. L1陽性株表現(xiàn)為黃綠突變，葉片邊緣內卷或外卷，并在后期恢復。L3和L9陽性株呈現(xiàn)白化突變，呈斑狀，最初出現(xiàn)在葉脈附近，之后延至整個葉片，可維持至生育后期。石蠟切片顯微結構觀察發(fā)現(xiàn)，對照植株葉片的海綿組織不規(guī)則，細胞間隙較大，而 L3和 L9葉片柵欄組織細胞較短，海綿組織細胞間隙較小，海綿組織較規(guī)則。利用 VIGS技術對 L3和 L9的單個基因

5、進行VIGS沉默，發(fā)現(xiàn)L3-1、L9-5和L9-6陽性株分別表現(xiàn)為葉色突變，表明這3條基因可能參與葉綠素合成及代謝等過程。
　　5.手扯法測定棉纖維長度，與對照植株相比，L1、L3和 L6陽性株的棉纖維長度呈顯著性降低，L7陽性株的棉纖維長度呈現(xiàn)為極顯著的增長。表明 PPR基因可能與棉纖維的發(fā)育和伸長有關。利用psRNA Target預測miRNA靶位點，發(fā)現(xiàn)L1中有25條基因為miR7505的靶基因，表明miR7505可能與纖維