16．水稻是我國主要的糧食作物之一，它是自花傳粉的植物。提高水稻產(chǎn)量的一個重要途徑是利用雜交種（F1）的雜種優(yōu)勢，即F1的性狀優(yōu)于雙親的現(xiàn)象。
（1）雜交種雖具有雜種優(yōu)勢卻只能種植一代，原因是
，進(jìn)而影響產(chǎn)量。水稻的花非常小，人工雜交難以實現(xiàn)。因此雄性不育（雄蕊不能產(chǎn)生可育花粉）的水稻植株常用于水稻雜交育種。
（2）不育系的產(chǎn)生是基因突變的結(jié)果，在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中都含有決定雄蕊是否可育的基因（如圖）。其中細(xì)胞核中的不育基因用r表示，可育基因用R表示，且R對r顯性；細(xì)胞質(zhì)中的不育基因用S表示，可育基因用N表示。上述細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核可組成
種基因型的細(xì)胞。四種基因的關(guān)系中，R能夠抑制S的表達(dá)，即基因型為S（RR）的水稻表現(xiàn)為
；當(dāng)細(xì)胞質(zhì)基因為N時，無論紙胞核中含有可育基因還是不育基因，植株都表現(xiàn)為雄性可育，所以雄性不育系的基因型為
。
（3）現(xiàn)有與育性有關(guān)的四個品系水稻：N（RR）、S（RR）、N（rr）和S（rr）。由于雄性不育系不能通過自交來延續(xù)，無法用于之后的雜交育種。請選出相應(yīng)的親本即父本
，母本
，制備雄性不育系。
（4）研究人員還發(fā)現(xiàn)了光溫敏感型雄性不育系，相關(guān)控制基因為核基因pms3，該基因并不編碼蛋白質(zhì)。為研究pms3基因表達(dá)量和花粉育性的關(guān)系，得到如下結(jié)果（用花粉可染率代表花粉的可育性）。
不同光溫條件下花粉可染率（%）
| 短日低溫 |
短日高溫 |
長日低溫 |
長日高溫 |
| 41.9 |
30.2 |
5.1 |
0 |
該基因的表達(dá)量指的是
的合成量。根據(jù)實驗結(jié)果可知，pms3基因的表達(dá)量和花粉育性的關(guān)系是
。由此可見雄性的育性可隨光溫條件而發(fā)生轉(zhuǎn)換，
條件下的水稻常作為母本用于生產(chǎn)雜交種。
