Question

【題目】辣椒具有明顯的雜種優(yōu)勢（兩個品種的雜交后代產(chǎn)量等性狀優(yōu)于雙親）。在辣椒育種過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)了辣椒雄性不育系植株。利用雄性不育系與可育植株雜交，生產(chǎn)雜種種子是降低制種成本和提高純度的有效途徑。

（1）辣椒具有兩性花，人工雜交獲得的雜交一代（F1）會出現(xiàn)雜種優(yōu)勢，但F1不能留種推廣種植的原因是_____，因此在生產(chǎn)上需年年制種。辣椒雄性不育系植株的培育 成功解決了制種的難題。

（2）雄性不育系植株的花藥瘦小、干癟，無花粉粒或僅極少花粉粒，用碘液染色后顯示不著色或著色極淺。而可育株系的花粉粒飽滿，碘液染色后著色深。由此可推測不育花粉敗育的重要原因是儲存營養(yǎng)的能力_____。

（3）研究人員為了進(jìn)一步揭示花粉敗育機(jī)制，進(jìn)行了如下研究。在盛花期分別取雄性不育系和可育系發(fā)育不同階段（依次為階段 1~5）的花蕾，測定內(nèi)源吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA 3）、脫落酸（ABA）含量并繪制相對含量變化趨勢如圖 1、圖 2 所示。

①綜合圖 1 和圖 2 結(jié)果可育系花蕾發(fā)育過程中激素的變化規(guī)律是，發(fā)育前期_________，發(fā)育后期_________是育性得以維持的保證。而不育系花蕾發(fā)育前 期_____過高和后期_____下降過快對敗育起了重要的作用。

②以上結(jié)果說明，花粉的可育或敗育是受到_____的結(jié)果。

（4）研究人員在花蕾發(fā)育后期還檢測到花蕾的乙烯釋放量和 IAA 氧化酶活性，不育系均顯著高于可育系。結(jié)合（2）、（3）的研究推測，在花蕾發(fā)育后期，乙烯通過_____，使花粉敗育。

Answer 1

【答案】F1自交后代喪失雜種優(yōu)勢 不足 生長素（IAA）含量較高 脫落酸（ABA）含量升高 脫落酸（ABA） IAA 多種內(nèi)源激素共同調(diào)節(jié) 增強(qiáng)IAA氧化酶活性，使IAA含量持續(xù)迅速減少，導(dǎo)致花粉獲取營養(yǎng)物質(zhì)的能力不足

【解析】

植物激素是植物細(xì)胞接受特定環(huán)境信號誘導(dǎo)產(chǎn)生的可調(diào)節(jié)植物生理反應(yīng)的活性物質(zhì)，在細(xì)胞分裂與伸長、組織與器官分化、開花與結(jié)實(shí)、成熟與衰老、休眠與萌發(fā)以及離體組織培養(yǎng)等方面，分別或相互協(xié)調(diào)地調(diào)控植物的生長發(fā)育與分化。

（1）F1為雜合子，自交得到的后代會喪失雜種優(yōu)勢。

（2）由題意可知，碘液遇到淀粉變藍(lán)，不育花藥極難染上顏色說明淀粉含量不足，儲存營養(yǎng)能力低。

（3）①結(jié)合圖1、2可知，可育系花蕾IAA前期升高，ABA含量后期高于不育系；不育系花蕾前期ABA和IAA較高，后期IAA下降過快；

②由題圖可知，花粉的育性主要由植株內(nèi)的多種內(nèi)源性激素共同調(diào)節(jié)；

（4）通過不育系乙烯含量與IAA氧化酶含量顯著高于可育系，推測乙烯可以增強(qiáng)IAA氧化酶的活性，使IAA含量持續(xù)迅速減少，導(dǎo)致花粉獲取營養(yǎng)物質(zhì)的能力不足。