23.2021年5月22日,“雜交水稻之父”、中國(guó)工程院院士、“共和國(guó)勛章”獲得者袁隆平在湖南長(zhǎng)沙逝世,享年91歲。先生從事雜交水稻研究已半個(gè)世紀(jì),先后成功研發(fā)出“三系法”雜交水稻、“兩系法”雜交水稻、超級(jí)雜交稻、低鎘水稻、海水稻等。先生不畏艱難,甘于奉獻(xiàn),嘔心瀝血,苦苦追求,為解決中國(guó)人的吃飯問(wèn)題做出了重大貢獻(xiàn)。先生的杰出成就不僅屬于中國(guó),而且影響世界。請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題:
(1)雜交水稻具有雜種優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象,即雜種子代在產(chǎn)量和品質(zhì)方面優(yōu)于純合雙親。水稻是雌雄同花植物,花小且密集,導(dǎo)致雜交育種工作繁瑣復(fù)雜?!叭捣ā彪s交水稻是我國(guó)研究應(yīng)用最早的雜交水稻,由雄性不育系、保持系、恢復(fù)系三種水稻培育而成,如圖所示。由于雜交種的子代會(huì)發(fā)生性狀分離,種植后不再使用,需每年利用雄性不育系制備雜交種。已知水稻的花粉是否可育受細(xì)胞質(zhì)基因(N、S)和細(xì)胞核基因(R、r)共同控制,其中N和R表示可育基因,S和r表示不育基因。只有當(dāng)細(xì)胞質(zhì)基因?yàn)镾且細(xì)胞核基因型為rr[記為S(rr)]時(shí),水稻才表現(xiàn)為雄性不育,其余基因型均表現(xiàn)為雄性可育。回答下列問(wèn)題:
①利用雄性不育系進(jìn)行育種的優(yōu)點(diǎn)是
。
②為了持續(xù)獲得雄性不育系水稻,應(yīng)使用雄性不育系與保持系進(jìn)行雜交,其雜交組合為
。
A.S(rr)×S(rr)
B.S(rr)×N(RR)
C.S(rr)×N(Rr)
D.S(rr)×N(rr)
③恢復(fù)系是指與雄性不育系雜交后可使子代恢復(fù)雄性可育特征的品系,通過(guò)“三系法”培育出 的雜交水稻基因型為
。
(2)2017年9月,袁隆平院士在國(guó)家水稻新品種與新技術(shù)展示現(xiàn)場(chǎng)觀摩會(huì)上宣布了兩項(xiàng)重大研究成果:一是耐鹽堿的“海水稻”培育,二是吸鎘基因被敲除的“低鎘稻”最新研究進(jìn)展。有關(guān)遺傳分析如表。
水稻品種 |
相關(guān)基因 |
基因所在位置 |
表現(xiàn)型 |
普通水稻 |
- |
- |
高鎘不耐鹽 |
海水稻 |
A+ |
2 號(hào)染色體 |
高鎘耐鹽 |
低鎘稻 |
B- |
6 號(hào)染色體 |
低鎘不耐鹽 |
注:A+表示轉(zhuǎn)入的耐鹽基因,B-表示吸鎘基因被敲除,普通水稻不含耐鹽基因且含有吸鎘基因,基因型用A-A-B+B+表示。A+對(duì)A-顯性,B+B-為中鎘稻。
①與普通水稻相比,海水稻能將進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的某些鹽離子集中儲(chǔ)存于液泡,其“耐鹽”的機(jī)理是
。
②現(xiàn)有純合的海水稻和低鎘稻,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)雜交育種程序,培育穩(wěn)定遺傳的耐鹽低鎘水稻。
實(shí)驗(yàn)思路:
。