烟草雄性不育大都属于细胞质雄性不育（CMS），目前，烟草细胞质雄性不育的分子机理并不明确。大量的研究表明，烟草CMS与线粒体之间关系密切，与叶绿体可能存在一定关系。一些研究认为，线粒体与细胞核的不相容性是导致烟草CMS的原因，恢复基因可以补偿不育系中线粒体基因的缺陷从而使育性恢复。本研究利用原生质体融合技术，用可育品种的细胞质置换不育品种的细胞质，探究恢复不育系育性的新方法；同时以可育系和对应的同品种雄性不育系为材料，研究它们在农艺性状、果实和种子、常规化学物质含量等方面的差异，并利用关联分析的方法初步发掘了与烟草常规化学物质含量相关的SSR位点。主要研究结果如下：（1）以在温室种植的K326、MS中烟100为材料，优化确定了原生质体提取和纯化的方法，并确定了UV钝化细胞核和R-6G失活细胞质的处理剂量和方法，UV处理剂量为0.8J·cm-2，R-6G处理剂量为10μg/mL处理20min；确定PEG诱导融合液的浓度为40%。经显微观察和后续培养试验，认为本研究中原生质体提纯、钝化和融合方法可满足后续研究的需要。（2）对烟草雄性不育系和它对应的可育系进行对比研究，认为在农艺性状上，可育系和保持系之间不存在显著差异。对蒴果和种子情况进行研究，发现在相同自然环境下，不同不育系天然异交率差别很大；MS翠碧一号、MS K326、MS FC8、MS RG17存在明显的假果现象；不育系天然异交产生的种子千粒重普遍高于对应的同品种可育系。不育系和对应的同品种可育系之间在常规化学物质含量上存在显著差异，差异主要体现在还原糖和总糖含量上。（3）以24种烟草品种中6种主要化学物质含量性状的研究为基础，选取109个SSR标记与其性状数据进行关联分析，筛选与总糖、还原糖、总植物碱、氮、钾和氯含量显著相关的SSR标记，在P≤0.01的显著性水平下，共发现8个SSR位点与除总生物碱以外的5个指标极显著相关，发掘到的关联位点主要集中在8号连锁群上，3个SSR位点同时关联到总氮与糖类。