籼稻和粳稻为亚洲栽培水稻的两个亚种(品系),籼粳种间杂种具有较大优势.让纯种籼稻和粳稻杂交得到F1,但F1存在不育或半不育现象,为探究F1杂种不育的原因,科研人员做了如下实验探究.
(1)科研人员对F1杂种不育现象提出三种假说.
假说一:籼稻和粳稻染色体的结构存在差异,使F1染色体配对不正常.
假设二:水稻细胞质中存在某种蛋白或酶,影响籼粳杂合核基因组的功能,从而引起配子发育异常.
假设三:水稻细胞中存在不育基因.
①在显微镜下观察F1___时期染色体的___是正常的,否定假说一.
②比较___交后代可育程度,发现其差异不显著,否定假说二.
(2)我国科研人员的发现为假说三提供了证据支持.他们发现水稻6号染色体S5位点存在紧密连锁的3个基因,分别为G3、G4和G5基因,G3、G4、G5基因分别编码3+、4+、5+三类蛋白.其不育机制如图所示:分泌到细胞外的5+催化某底物生成某产物,进而产物与___结合,当___情况下,不能解除内质网的折叠负担造成内质网胁迫.持续的内质网胁迫可能会___一系列胁迫响应基因的表达,进而造成程序性细胞死亡提前,最终导致胚囊提前败育(配子致死).
(3)在籼稻中G3和G5基因有功能,G4基因没有功能(可表示为3+4-5+);粳稻则相反,为3-4+5-.在雌配子(卵子)形成过程中,有功能的G5+和G4+基因一起,构成杀手基因,而携带G3基因(3+)的配子则不会被杀死,则行使保护者的作用,此过程对雄配子形成无影响.现用纯合NJ11(籼稻品种)和Ba(粳稻品种)为亲本(不考虑交叉互换),预测其F1小穗结实率为___,解释原因___.
(4)在水稻中存在一类特殊的种质资源,可与籼粳品种杂交,得到的F1能正常结实,此种质资源称为“广亲和品种”.研究发现其S5位点的G5基因为无功能的G5n,成为广亲和基因.研究该基因的存在,对于水稻作物的研究具有哪些实际应用价值___(至少两点)