Question

水稻为二倍体植物，科研人员发现了一株雄性不育突变株58S，该突变株在短日照下表现为可育，长日照下表现为雄性不育。

（1）为确定58S突变株雄性不育性状是否可以遗传，应在___________条件下进行________实验，观察子代是否出现雄性不育个体。

（2）为研究突变株58S水稻雄性不育的遗传规律，分别用不同品系的野生型（野生型58和野生型105）进行如下杂交实验，实验结果见表1。

表1突变体58S与野生型58和野生型105杂交实验结果

组别	亲代	F1	F2
实验一	58S(♂)×野生型58(♀)	全部可育	683可育	227雄性不育
实验二	58S(♀)×野生型58(♂)	全部可育	670可育	223雄性不育
实验三	58S(♂)×野生型105(♀)	全部可育	690可育	45雄性不育
实验四	58S(♀)×野生型105(♂)	全部可育	698可育	46雄性不育

通过实验 _____________________________比较说明58S雄性不育性状为位于野生型58细胞核的单基因隐性突变。实验三和实验四的F₂中可育与不可育的比例均约为15：1，说明58S雄性不育性状是由_______________________基因决定的。

（3）科研人员在研究过程中发现一株新的雄性不育单基因隐性突变体105S，为研究105S突变基因与58S突变基因的关系，将突变体105S和58S进行杂交，若子一代________________，则说明两者的突变基因互为等位基因；若子一代_____________________，则说明两者的突变基因互为非等位基因。

（4）研究发现，水稻的可育性主要由（M，m）和(R，r)两对等位基因决定，基因型不同其可育程度也不相同，相关结果如表2所示。

表2 不同基因型个体的可育性程度

基因型	MMRR	MMrr	MmRr	Mmrr	mmRR	mmrr
可育性%	97%	84%	61%	20%	5%	1%

从上表可以推测基因与可育性的关系是：________________________。

Answer

短日照 自交 实验一实验二 非同源染色体的两对隐性 全部为雄性不育 全部可育 M和R都能提高个体的可育性，但M的效果更明显，且促进作用与M和R的数量正相关

【解析】

1、生物变异包括可遗传变异（遗传物质发生改变）和不可遗传变异（环境引起，遗传物质没有发生改变），可遗传变异分为基因突变、基因重组和染色体变异。

2、表1中通过实验一实验二比较说明58S雄性不育性状为位于野生型58细胞核的单基因隐性突变。实验三和实验四的F2中可育与不可育的比例均约为15∶1，说明58S雄性不育性状是由位于非同源染色体的两对隐性基因决定的。

3、通过表2中信息可以推测基因与可育性的关系是M和R都能提高个体的可育性，但M的效果更明显，且促进作用与M和R的数量正相关。

（1）由题干中“突变株在短日照下表现为可育，长日照下表现为雄性不育”这一信息以及水稻为自花授粉植物可知：为确定58S突变株雄性不育性状是否可以遗传，应在短日照条件下进行自交实验，观察子代是否出现雄性不育个体。

（2）根据表1中实验一和实验二中F1自交得F2中可育∶雄性不育≈3∶1说明58S雄性不育性状为位于野生型58细胞核中的单基因隐性突变；

实验三和实验四的F2中可育与不可育的比例≈15：1，说明58S雄性不育性状是由位于非同源染色体的两对隐性基因决定的；

（3）这株新的雄性不育是单基因隐性突变体105S，而58S雄性不育也是单基因隐性突变导致，要研究105S突变基因与58S突变基因的关系，应该让突变体105S和58S进行杂交，如果子一代全部为雄性不育（子代的基因型为杂合子，其中含有一个105S基因和一个58S基因，均为不育基因），则说明两者的突变基因互为等位基因；如果子一代全部可育（子代中都还有其对应的显性基因，且均为杂合子），则说明两者的突变基因互为非等位基因。

（4）表2中基因型MMRR、MMrr、MmRr、Mmrr、mmRR、mmrr对应的可育性分别为：97%、84%、61%、20%、5%、1%可以推测M和R都能提高个体的可育性，而M的效果更明显，并且M和R数量越多可育性越高。