Мужская стерильность растений проявляется в нарушении микроспорогенеза и определяется генетическими или физиологическими причинами. Растения с мужской стерильностью широко распространены в природных популяциях. Растения с наследуемой мужской стерильностью можно получать и искусственным путем, проводя скрещивание отдаленных видов, воздействуя мутагенными факторами или другими способами. Различают генную (ГМС) и цитоплазматическую мужскую стерильность (ЦМС). ГМС контролируется только ядерными генами, тогда как ЦМС представляет собой результат взаимодействия цитоплазмы и ядра и является наиболее изучаемой системой у высших растений, а также востребованной сельскохозяйственным производством.

Детальное изучение мужской стерильности растений позволяет решать как фундаментальные, так и прикладные проблемы генетики и биологии развития. Многочисленные исследования показывают ведущую роль цитоплазмы в проявлении стерильности при непосредственной связи с ядерными генами. ЦМС описана приблизительно у 300 видов высших растений [134].  ЦМС-формы растений, как правило, характеризуются наличием цитоплазмы, несущей митохондриальную ДНК (мтДНК) с многочисленными перестройками, и наличием специфических ядерных Rf-генов (от англ. restorers of fertility), которые в зависимости от аллельного состояния способны восстанавливать фертильность или закреплять стерильность растений [42, 57]. Изучение системы “плазмон – геном” позволяет решить ряд задач, связанных с детерминацией структурной организации клеток, тканей и органов в ходе морфогенеза растений [86].

ЦМС имеет не только теоретическое значение, но и практическое, поскольку данное биологическое явление широко используется в селекционной практике многих сельскохозяйственных растений для получения гибридных семян. По сравнению с сортами преимущество гибридов, созданных на основе ЦМС, связано, прежде всего, с гетерозисным эффектом и коммерческой выгодой. Использование генетической системы ЦМС-Rf в практической селекции привело к созданию коммерческих гетерозисных гибридов кукурузы [70], ржи [52], сахарной свеклы [27], а также подсолнечника [61].

В мире среди сельскохозяйственных культур подсолнечник (Helianthus annuus L.) занимает одно из первых мест по посевным площадям, а также по востребованности среди масличных культур. В производстве выращивают, в основном, гетерозисные гибриды, которые в Украине занимают более 4 млн. га посевных площадей (при оптимуме в севооборотах 1,6-1,8 млн. га) (рис. 1). Селекция подсолнечника ведется в четырех направлениях: масличное, кондитерское, декоративное и кормовое [64]. На современном этапе развития селекции создание высокопродуктивных и адаптированных гибридов подсолнечника невозможно без наличия мужскостерильных форм и форм воcстановителей фертильности пыльцы.