我们前期的工作发现白菜核雄性不育两用系的败育花药明显不同于禾本科植物的雄性不育类型：在四分体时期幼小花粉就显示出异常；绒毡层细胞也不能将药隔组织转运来的糖类物质转化成脂类物质，显示其营养代谢发生变化。本项目拟在前期工作的基础上进一步对该种白菜花药发育过程和不育花药的败育原因做深入研究：①从花粉败育的超微结构特征而探讨花粉败育的结构原因；②不育花药中营养物质代谢的生理生化分析；③不育花药中的乙酰辅酶A羧化酶的活性变化及其调控基因表达的分析，探索绒毡层细胞中脂类代谢的变化；④钙离子在白菜可育和不育花药中的时空分布特征以及与雄性不育的关系。从结构，物质代谢及基因表达和Ca2+生理功能的角度揭示白菜雄性不育机理，以求对高等植物雄性不育机理有一个比较全面的认识。

高等植物的雄性不育是杂种优势利用的基础，对雄性不育机理的研究将为杂种优势利用提供提供理论依据，同时也可探索杂种优势在生产中广泛的利用。本课题从绒毡层细胞结构与功能、花药中钙离子、ATPase的分布特征、细胞骨架的排列方式、细胞程序性死亡等不同研究角度探索了白菜雄性不育花药的败育过程。同时通过对白菜可育花药和不育花药的蛋白质组学研究探讨雄性不育的调控机理。我们的研究结果将有助全面地认识高等植物中各种雄性不育的发生机理。结果表明：该种白菜雄性不育发生在减数分裂后期，不能形成正常的四分体。在可育和不育花药中的钙离子定位研究中，不育花粉中的钙颗粒异常减少，不能形成大液泡，导致花粉败育。在可育和不育花药的ATPase分布研究中，花粉母细胞中的线粒体ATPase显示出差异。在可育和不育花粉的细胞骨架研究中，不育花粉不能形成分割细胞质的微管带，结果不能形成四分体小孢子。在可育花药和不育花药的蛋白质组学研究中，两种花药在四分体时期出现了几个有关钙泵或钙结合蛋白的蛋白差异点，这与我们在钙定位的研究结果有共同点。我们的结果显示：白菜花药雄性不育与其钙离子的代谢异常密切相关。