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 均可育，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_____等位基因控制，不育性状为_____性状。

②研究人员在突变体S中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（用花粉可染率的高低代表花粉育性高低）。

表 不同光温条件下突变体 S 的花粉可染率（％）

短日低温	短日高温	长日低温	长日高温
41．9	30．2	5．1	0

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_____。

（3）结合以上材料，分析培育水稻杂交种的简要流程为_____；保存突变体S的简要流程为_____。（填选项前的符号）

a在短日低温条件下；b在短日高温条件下；c在长日低温条件下；d在长日高温条件下；

e以突变体S为母本，与普通水稻杂交； f 以普通水稻为母本，与突变体S杂交；

g使突变体S自交；h使普通水稻植株自交；

i收获S植株上所结的种子； j收获普通水稻植株上所结的种子。

（4）科研人员在研究过程中发现一株新的同样性状的雄性不育单基因隐性突变体M，为研究M突变基因与S的突变基因的关系，将M和S进杂交，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。

Answer

F1 自交后代会发生性状分离现象 母本 1 对 隐性 RNA 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） dei agi 全部为雄性不育 全部可育

【解析】

根据题意分析，突变体S花粉不育，即只能作为母本；S与普通水稻杂交，后代全部可育，说明可育是显性性状，不育是隐性性状。由表格分析可知，在短日低温条件下花粉的育性最大，达到41.9，而长日高温条件下花粉的育性为0。由柱形图分析可知，在短日低温下，pms3基因表达量最高，而长日高温条件下， pms3基因表达量较低。

（1）杂交种虽然具有杂种优势，却只能种植一代，是因为杂种F1自交后代会发生性状分离；杂交试验中，需要对母本进行去雄处理。

（2）①将突变体S与普通水稻杂交，获得的 F1 均可育，说明可育为显性性状，不育为隐性性状；F1自交产生的F2 中可育与不育的植株数量比约为 3∶1，说明水稻的育性受一对等位基因控制。

②pms3基因的表达量指的是RNA的合成量；根据以上分析已知，短日低温条件下花粉的育性最大、pms3基因表达量最高，长日高温条件下花粉的育性为0、pms3基因表达量最低，说明花粉育性变化与pms3基因的表达量呈现正相关。

（3）培育水稻杂交种的简要流程为：突变体S在长日高温条件下雄性不育，据此可在长日高温条件下（d），以突变体S为母本，与普通水稻杂交（e），收获 S 植株上所结的种子（i）即为生产中所用的杂交种。

保存突变体 S 的简要流程为：突变体S在短日低温条件下育性最高，因此可在短日低温条件下（a），使突变体S自交（g），收获 S 植株上所结的种子（i）以备来年使用。

（4）根据题意分析，科研人员在研究过程中发现一株新的同样性状的雄性不育单基因隐性突变体 M，现将M与S进行杂交，若两者的突变基因互为等位基因，则子代全部为雄性不育；若两者的突变基因互为非等位基因，则后代全部可育。