Question

【題目】水稻是我國主要的糧食作物之一，它是自花傳粉的植物。提高水稻產量的一個重要途徑是利用雜交種(F1)的雜種優(yōu)勢，即F1的性狀優(yōu)于雙親的現(xiàn)象。

(1)雜交種雖然具有雜種優(yōu)勢，卻只能種植一代，其原因是_____________________________，進而影響產量。

(2)雄性不育水稻突變體S表現(xiàn)為花粉敗育。在制種過程中，利用不育水稻可以省略去雄操作，極大地簡化了制種程序。將突變體S與普通水稻雜交，獲得的F1表現(xiàn)為可育，F2中可育與不育的植株數(shù)量比約為3:1，說明水稻的育性由__________對等位基因控制，不育性狀為____________性狀。

(3)研究人員發(fā)現(xiàn)了控制水稻光敏感不育的核基因pms3，該基因并不編碼蛋白質。為研究突變體S的pms3基因表達量和花粉育性的關系，得到如下結果(用花粉可染率代表花粉的可育性)。

該基因的表達量指的是___________的合成量。根據(jù)實驗結果可知，pms3基因的表達量和花粉育性關系是______________。突變體S的育性是可以轉換的，在_______________________條件下不育，在_________________________條件下育性最高，這說明_______________________。

(4)結合以上材料，請設計培育水稻雜交種并保存突變體S的簡要流程：________________。

Answer 1

【答案】F1是雜合子,自交后代會發(fā)生性狀分離現(xiàn)象 一 隱性 RNA 花粉育性變化與pms3基因的表達量呈正相關(pms3基因的表達量越高,花粉育性越高) 長日高溫 短日低溫 表現(xiàn)型是基因與環(huán)境共同作用的結果 在長日高溫條件下,以突變體S為母本與普通水稻雜交,收獲突變體S植株上所結的種子,即為生產中所用的雜交種。在短日低溫條件下,使突變體S自交,收獲種子,以備來年使用

【解析】

突變體S花粉不育，即只能作為母本。由S與普通水稻雜交后代全部可育可知，可育是顯性性狀，不育是隱性性狀。

由表格可知，在短日低溫下，花粉的育性最大，達到41.9，長日高溫條件下，花粉的育性為0。

由柱形圖可知，在短日低溫下，pms3基因表達量較高，長日高溫條件下，pms3基因表達量較低。

（1）具有雜種優(yōu)勢的雜交種 （F1）是雜合子，自交后代會出現(xiàn)性狀分離，故只能種植一代，否則會影響產量。

（2）根據(jù)突變體S與普通可育水稻雜交后代可育可知，可育是顯性性狀，又因為F1自交后代中可育：不可育=3：1，可知該性狀至少受一對等位基因控制。

（3）由于“控制水稻光敏感不育的核基因pms3，該基因并不編碼蛋白質”，故該基因的表達量指RNA的合成量。由圖可知，在短日低溫下，pms3基因表達量較高，花粉的育性最大；長日高溫條件下，pms3基因表達量較低，花粉的育性為0，即花粉育性變化與pms3基因的表達量呈正相關。由表格可知，在短日低溫下，花粉的育性最大，達到41.9，長日高溫條件下，花粉的育性為0，說明了生物的性狀受基因和環(huán)境的共同作用。

（4）要獲得雜交種，可以在長日高溫條件下,以突變體S為母本與普通水稻雜交,收獲突變體S植株上所結的種子,即為生產中所用的雜交種。保存突變體S的方法：在短日低溫條件下,使突變體S自交,收獲種子,以備來年使用。