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小麦是世界上主要的粮食作物之一,小麦的品质和产量与世界人口息息相关。而小麦杂种优势是提高小麦产量的重要途径,其中,研究最多的是细胞质雄性不育。K型细胞质雄性不育系是基于粘果山羊草(Aegilops kotschyi)细胞质开发出的一种两系杂交系统,KTM3315A属于温敏细胞质雄性不育材料,具有完全雄性不育,可用于正常小麦生长期间生产杂交小麦种子,而它可以经高温自花授粉。利用温敏雄性不育系,实现繁殖、制种的一系两用,两系杂交系统在杂交育种中具有重要的生产应用价值,但是其育性转变的机理有待进一步的研究。本实验利用K型温敏雄性不育小麦KTM3315A为实验材料,对其在不同育性条件下花药的形态特征及细胞学观察;同时对其花药进行iTRAQ蛋白质组的测序分析,利用生物信息学比较可育与不育条件下蛋白质的差异,找出与育性转换相关的蛋白质,以及相关的一些代谢途径;另外还挑选了一些不同发育时期的差异富集蛋白进行了qRT-PCR的测定及花药中可溶性糖的变化的测定,获得的主要结果如下:1.花药的形态特征及小孢子的细胞学观察,在不育条件下,K型温敏细胞质雄性不育小麦KTM3315A在花药发育过程中表现异常,在花药发育的三核期花药不开裂,不能散出花粉,在可育条件下则可以开裂和散出花粉。小孢子的细胞学观察情况,结果显示,可育系的花药表皮细胞均明显大于不育花药的细胞,可育花药明显更饱满,不育系的花药外壁排列紊乱,花药顶端不开裂;不育系三核期的小孢子畸形和皱缩。由此推测高温处理条件下能够保证花药及小孢子的正常发育。2.对KTM3315A不同育性条件下的样品进行蛋白组的测序,总共获得超过186,000波谱,11,292肽段,对不同样品中的蛋白质进行差异富集比较和分析,根据测得样品中蛋白质的富集情况,分析得到4639个差异蛋白。对所测得的差异蛋白进行富集分类及功能注释,获得许多在不同时期增加或者降低的差异富集蛋白,差异富集蛋白的功能分类富集分析表明,差异富集蛋白主要集中在能量代谢,蛋白的合成与降解及花粉外壁的形成等途径。三个时期的差异蛋白均有相似的富集分析,这些差异蛋白及代谢途径在育性转换过程中具有重要的作用,为更深入的研究温敏细胞质雄性不育的育性转换机理提供了依据。3.为了评估mRNA和蛋白水平的相关性,我们对所选择的差异富集蛋白采用实时定量PCR(qRT-PCR)确认其转录水平,发现有些差异富集蛋白的定量结果与其测序结果具有相似的表达趋势,定量结果与其测序结果仅有部分相一致,这些差异蛋白在不同时期表达量的变化可能是在小麦KTM3315A育性转变过程中起着重要的作用。