Question

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。为了获得杂交种，需要对_______去雄，操作极为繁琐。

（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。

①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。

②研究人员发现了控制水稻光敏感核不育的基因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）。

 不同光温条件下突变体S的花粉可染率（％）

短日照低温	短日照高温	长日照低温	长日照高温
41.9	30.2	5.1	0

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，这说______________________。

（3）结合以上材料，请设计培育水稻杂交种的简要流程：在___________条件下，用__________杂交，收获S植株上所结的种子即为生产中所用的杂交种。

Answer

F1自交后代会发生性状分离现象 母本 一 隐性 花粉育性变化与pms3基因的表达量呈现正相关（pms3基因的表达量越高，花粉育性越高） 表现型是基因与环境共同作用的结果 长日高温 以突变体S为母本，与普通水稻杂交

【解析】

杂交育种：

（1）概念：是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。

（2）方法：杂交→自交→选优→自交。
（3）原理：基因重组。通过基因重组产生新的基因型，从而产生新的优良性状。
（4）优缺点：方法简单，可预见强，但周期长。

（1）杂交种虽然具有杂种优势，却只能种植一代，其原因是F1自交后代会发生性状分离现象，进而影响产量。为了获得杂交种，需要对母本去雄，避免自交。

（2）①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1对等位基因控制，不育性状为隐形性状。

②根据题意分析，控制水稻光敏感核不育的基因pms3，该基因并不编码蛋白质，则pms3基因的表达量指的是RNA的合成量；观察表格数据可知，花粉育性变化与pms3基因的表达量呈现正相关；由表格数据也可看出，突变体S的育性是可以转换的，在长日高温条件下不育，在短日低温又变得可育，这种现象充分说明表现型是基因与环境共同作用的结果。

（3）结合题目给出的材料，设计培育水稻杂交种并保存突变体S的简要流程是：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S植株上所结的种子即为生产中所用的杂交种。