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亚洲栽培稻具有2个亚种，即籼亚种和粳亚种，利用籼粳亚种间杂交组配的杂种F1具有明显的杂种优势。但由于籼粳杂种F1普遍表现育性偏低，产量优势难以发挥。所以克服籼粳杂种F1的不育性成为利用其优势关键。胚囊部分不育是导致籼粳杂种F1育性偏低的一个重要因素。水稻第6染色体上的S5i或S5j互作是引起籼粳杂种F1胚囊育性偏低的重要原因，而该座位的复等位基因S5n不与S5i或S5j产生互作，所以胚囊可育，从而可以克服水稻亚种间杂种胚囊的不育性。目前S5n已被克隆，使利用S5n克服水稻籼粳杂种F1不育性的研究推进一步。本室之前的研究以S5n序列为基础，设计了S5n功能性标记，并分别在栽培稻和普通野生稻中发掘出一批携带有S5n新种质。本文拟在此基础上，一是利用本室已获得携带有S5n水稻新种质，对S5n全序列进行测定，通过序列比对和分析，揭示其序列特征和变异情况，以弄清其分化特点；二是利用携带有S5n基因的材料和典型籼粳测验种杂交组配杂种，通过WE-CLSM研究杂种F1的胚囊育性，研究S5n在克服杂种F1胚囊不育性中的效应。此外，本文还选用不具S5n的栽培稻，对S5i和S5i全序列进行测定，进一步通过序列比对，分析其序列特征和变异情况。其主要结果如下：
(1)栽培稻S5n的分化。对26份携带有S5n基因的栽培稻进行测序，并对S5n基因的全序列进行分析。结果发现供试材料的全序列与对照02428完全一致的有15份，余下11份材料的序列存在不同程度的变异，变异位点共有8个，包括4处转换、1处颠换和3处缺失，转换与颠换之比为4:1，说明水稻S5n基因序列变异中存在转换偏倚现象。11份材料的ORF变异主要发生在外显子2，包含5个变异位点，其中有7份材料在外显子2连续缺失了10个碱基，这些材料分别是：粤泰B、Madhukar、Doddi、小红谷、老造谷、魔王谷内杂和饭毫皮。对不同栽培稻S5n的核苷酸多态性进行分析表明，其核苷酸多态性不高，说明S5n可能是中性进化基因，进化过程中不受选择作用。对S5n编码的氨基酸序列进行分析，显示其编码序列中有4处变异，相应地氨基酸序列也发生4处改变。通过构建S5n基因全序列与氨基酸序列的系统进化树表明，无论是碱基序列还是氨基酸序列，与02428相同的序列聚为一类，在全序列中缺失10个碱基的7份材料，在两种系统进化树中均自成一类。7份在编码区连续缺失10个碱基的材料，由于编码提前终止，所以编码氨基酸数量比对照缺少43个。
通过利用典型籼稻和粳稻组配测交组合，利用WE-CLSM技术观察测交一代的胚囊育性，发现测交一代的胚囊育性均比对照（典型籼粳交杂种）明显增加，杂种平均胚囊育性为98.39％，而对照组合的胚囊育性仅为19.79%，显示S5n可以有效地克服籼粳杂种胚囊的不育性。另外，不同序列S5n在克服籼粳交杂种胚囊的不育性上差异不明显，进一步验证了S5n是功能缺失基因。
(2)栽培稻S5i、S5j的分化。对42份携带有S5i、S5的材料进行测序，并对各自的全序列进行比对分析，发现彼此间序列差异仅限于少数的碱基，主要差异存在于1391bp处(C→A)与1984bp(C→T)两处，它们编码的氨基酸序列也相应地由苯丙氨酸转变为亮氨酸、由丙氨酸转变为缬氨酸。通过构建S5i、S5j全序列及氨基酸序列的系统进化树，发现两者的聚类结果基本一致，其中绝大多数籼稻材料聚为一类，多数粳稻材料聚为一类，而6份粳稻由于在上述两个主要变异位点碱基与籼稻的一致，故此6份材料与籼稻聚为一类。对包括携带有S5i、S5j和S5n的68份材料进行序列比对发现，有携带S5n材料的变异类型明显多于携带S5i、S5j材料。特别需要指出的是，引起籼粳杂种不育的两个变异位点，只在典型籼稻与粳稻中出现，而所有携带S5n基因的材料在此2个位点均无变异。