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短光低温不育水稻是一类与目前生产上广泛利用的长光高温不育水稻育性转换特性相反的种质资源，无花粉型光温敏核不育水稻是一类比目前生产上广泛利用的典败型光温敏核不育水稻败育更加彻底的种质资源。本研究围绕短光敏型核不育水稻宜DIS和无花粉型温敏核不育水稻籼S，开展了不育基因的分子标记定位研究，并分析了不同来源无花粉型光温敏核不育水稻不育基因的等位关系。同时采用常规压片、石蜡切片、半薄切片、超薄切片、组织化学以及荧光显微技术等方法，系统地观察了籼S的无花粉型败育过程及不同高温对籼S花粉败育途径的影响。主要的研究结果如下：
⑴利用短光敏型核不育水稻宜DIS与父本8528构建的F2群体，通过SSR标记技术和分离体分组混合分析法，对宜DIS两个短光敏核不育基因rpms1和rpms2精细定位的结果表明，rpms1位于第8染色体中部的RM22980与RM23017之间，遗传距离分别为0.9cM和1.8cM；rpms2位于第9染色体顶端的RM23898与YDS926之间，遗传距离均为0.9cM。根据分子标记的位置信息可知，rpms1和rpms2被分别界定在约998kb和68kb的区间，与已定位的光、温敏核不育基因不等位，是两个新基因。基于标记基因型的遗传效应分析表明，rpms1和rpms2对短光敏雄性不育性的控制作用和互作效应显著，并且rpms1的效应稍大于rpms2。
⑵基于无花粉型温敏核不育水稻籼S与9个常规籼稻和15个粳型亲籼系父本的多态性分析和F1、F2群体的育性观察结果，确定了籼S与粳型亲籼系父本IC38—200-1—1和IC33—11—23—1—1—1—1构建的两个F2群体为定位群体。利用SSR标记技术和分离体分组混合分析法，将籼S的温敏核不育基因tms精细定位在第2染色体短臂的31.2 cM处，位于RMAN81和RMX21之间约183kb的范围内，该基因与4039—1和RMX14共分离。通过对不同途径获得的不同来源的无花粉型温敏核不育水稻籼S、安农S—1、Q523S、Q524S、N28S、G421S和Q527S不育基因的等位性分析发现，这些无花粉型温敏核不育系的不育基因存在等位关系。结合本研究对籼S和不同研究者对安农S—1温敏核不育基因的精细定位结果，认为无花粉型温敏核不育基因很可能位于4039—1和RMX14的附近。
⑶无花粉型温敏核不育水稻籼S在不同高温条件下表现出典败型和无花粉型两种败育方式，高温对花粉败育途径的影响具有温度越高，败育时期越早，败育程度越彻底的特点。对籼S无花粉型败育的显微和超微结构观察显示，其小孢子母细胞在形成早期出现异常，产生了大量小液泡，随后这些小液泡融合为大液泡进行吞噬活动，进一步发育液泡膜破裂，细胞解体消失；花药壁绒毡层在相当于籼黄占的减数分裂时期出现异常，表现为原生质体浓缩的时间滞后于籼黄占，进入相当于籼黄占的小孢子发育时期，表现为绒毡层细胞解体异常，至花药成熟时仍可见细胞存在。此外，花药壁表皮和药隔在相当于籼黄占单核晚期以后的发育阶段也出现不同于籼黄占的结构变化特点。对籼S无花粉型败育的组织化学分析显示，进入相当于籼黄占的减数分裂时期，籼S的小孢子母细胞不沉积胼胝质壁。花药中多糖的分布在小孢子母细胞时期出现异常，表现为药隔薄壁细胞的多糖颗粒大而多，进入相当于籼黄占的减数分裂时期，仍表现出大量积累的特征，而且绒毡层被PAS反应深染色的时间滞后于籼黄占；至相当于籼黄占的单核晚期至二核花粉时期，多糖颗粒大量积累在药隔薄壁细胞和维管束鞘细胞、花药壁表皮和绒毡层细胞以及花药室内空间；花药成熟变空后，多糖颗粒主要集中在药隔维管束。综合分析认为，籼S的无花粉型败育是由小孢子母细胞的液泡化降解死亡导致的，胼胝质壁不形成、减数分裂不发生、绒毡层异常发育与降解、多糖异常分布与积累等都是败育的结果，并且败育花药的物质可能会撤离和再利用。