Question

【题目】水稻是我国主要的粮食作物之一，它是自花传粉的植物。提高水稻产量的一个重要途径是利用杂交种(F1)的杂种优势，即F1的性状优于双亲的现象。

(1)杂交种虽然具有杂种优势，却只能种植一代，其原因是_____________________________，进而影响产量。

(2)雄性不育水稻突变体S表现为花粉败育。在制种过程中，利用不育水稻可以省略去雄操作，极大地简化了制种程序。将突变体S与普通水稻杂交，获得的F1表现为可育，F2中可育与不育的植株数量比约为3:1，说明水稻的育性由__________对等位基因控制，不育性状为____________性状。

(3)研究人员发现了控制水稻光敏感不育的核基因pms3，该基因并不编码蛋白质。为研究突变体S的pms3基因表达量和花粉育性的关系，得到如下结果(用花粉可染率代表花粉的可育性)。

该基因的表达量指的是___________的合成量。根据实验结果可知，pms3基因的表达量和花粉育性关系是______________。突变体S的育性是可以转换的，在_______________________条件下不育，在_________________________条件下育性最高，这说明_______________________。

(4)结合以上材料，请设计培育水稻杂交种并保存突变体S的简要流程：________________。

Answer 1

【答案】F1是杂合子,自交后代会发生性状分离现象 一 隐性 RNA 花粉育性变化与pms3基因的表达量呈正相关(pms3基因的表达量越高,花粉育性越高) 长日高温 短日低温 表现型是基因与环境共同作用的结果 在长日高温条件下,以突变体S为母本与普通水稻杂交,收获突变体S植株上所结的种子,即为生产中所用的杂交种。在短日低温条件下,使突变体S自交,收获种子,以备来年使用

【解析】

突变体S花粉不育，即只能作为母本。由S与普通水稻杂交后代全部可育可知，可育是显性性状，不育是隐性性状。

由表格可知，在短日低温下，花粉的育性最大，达到41.9，长日高温条件下，花粉的育性为0。

由柱形图可知，在短日低温下，pms3基因表达量较高，长日高温条件下，pms3基因表达量较低。

（1）具有杂种优势的杂交种 （F1）是杂合子，自交后代会出现性状分离，故只能种植一代，否则会影响产量。

（2）根据突变体S与普通可育水稻杂交后代可育可知，可育是显性性状，又因为F1自交后代中可育：不可育=3：1，可知该性状至少受一对等位基因控制。

（3）由于“控制水稻光敏感不育的核基因pms3，该基因并不编码蛋白质”，故该基因的表达量指RNA的合成量。由图可知，在短日低温下，pms3基因表达量较高，花粉的育性最大；长日高温条件下，pms3基因表达量较低，花粉的育性为0，即花粉育性变化与pms3基因的表达量呈正相关。由表格可知，在短日低温下，花粉的育性最大，达到41.9，长日高温条件下，花粉的育性为0，说明了生物的性状受基因和环境的共同作用。

（4）要获得杂交种，可以在长日高温条件下,以突变体S为母本与普通水稻杂交,收获突变体S植株上所结的种子,即为生产中所用的杂交种。保存突变体S的方法：在短日低温条件下,使突变体S自交,收获种子,以备来年使用。