109 原住民特考三等 農業技術 作物育種學 考古題詳解

核心觀念

本題考查自交作物與異交作物的繁殖方式，如何影響遺傳組成，以及育種上相應的選拔、品種培育與種子繁殖方法。

自交作物主要經由自花授粉或近親交配繁殖，連續自交會使基因座的雜合度逐代降低，純系因而容易固定。異交作物主要經由不同植株間授粉繁殖，族群通常維持較高的雜合度；近親自交常造成近交衰退，維持族群表現則須留意有效族群大小與遺傳變異。

解題方法

題目要求「任舉五項」，應以成對比較作答，並選擇能反映育種流程差異的項目，例如：遺傳組成、近交效應、主要育種目標、選拔與品種培育方式、種子繁殖方式。每項均說明「作物特性如何影響育種作法」，即可清楚呈現差異。

分項比較

1. 遺傳組成與繁殖方式 自交作物以自花授粉為主，經數代自交後，基因座雜合度逐代下降，植株趨於高度純合；異交作物以不同植株間授粉為主，族群內個體通常較具雜合性，並保有較多遺傳變異。

2. 近交效應 自交作物長期自交後，多數有害隱性等位基因較易被純合而遭淘汰，因此通常較能耐受自交；異交作物常具有近交衰退，近親自交會使不利隱性基因表現，造成生長勢、產量或適應力下降。

核心觀念

遺傳率是指表型變異中可歸因於遺傳差異的比例，反映特定族群、特定環境與試驗設計下，性狀表現受遺傳影響的程度。遺傳率不是某一個體性狀「由遺傳決定的百分比」，也不代表性狀不受環境影響。

作物育種常用兩種遺傳率：

• 廣義遺傳率：表型變異中由總遺傳變異解釋的比例。 $H^2=\frac{\sigma_G^2}{\sigma_P^2}$
• 狹義遺傳率：表型變異中由加性遺傳變異解釋的比例。 $h^2=\frac{\sigma_A^2}{\sigma_P^2}$

其中，$\sigma_P^2$ 為表型變異，$\sigma_G^2$ 為總遺傳變異，$\sigma_A^2$ 為加性遺傳變異。狹義遺傳率與親本選拔後代的遺傳進展關係密切；廣義遺傳率則包含加性、顯性與上位性等遺傳效應。

解題方法

題目要求「任舉五項」影響遺傳率估算的重要因子，應從公式的分子、分母及變異估算方式切入：凡是會改變遺傳變異、環境變異、基因型與環境交感，或造成試驗估計不精確的因素，都會影響遺傳率估算。

以下列出五項，各項均說明其影響方向與原因。

影響遺傳率估算的重要因子

1. 遺傳材料的基因型變異程度

遺傳率是特定族群內的變異比例。若試驗材料的基因型差異大，遺傳變異分量通常較大，遺傳率可能提高；若材料高度近親、品系彼此相似，遺傳變異較小，遺傳率可能降低。不同遺傳材料群體的遺傳率不能直接視為相同。

2. 試驗環境的變異程度

土壤肥力、光照、水分、溫度及病蟲害等環境差異會增加表型變異中的環境分量。環境變異增大時，表型變異分母增加，遺傳率通常下降；環境控制良好、環境誤差較小時，估得的遺傳率通常較高。

核心觀念

本題考查無性繁殖作物的繁殖方式，以及這項特性如何影響育種成果的保留、繁殖與改良。無性繁殖是指不經雌雄配子結合，利用營養器官或其他無性繁殖材料繁殖後代，例如甘藷的塊根、馬鈴薯的塊莖、甘蔗的莖節、香蕉的吸芽。

無性繁殖後代通常與母株基因型相同，稱為無性系。因此，育種者可藉無性繁殖維持優良基因組合；但也因缺少有性繁殖中的減數分裂與基因重組，無性繁殖材料的遺傳改良及病害管理各有其限制。

解題方法

題目要求優點、缺點合計列出五項，適合從育種流程切入：先看無性繁殖如何保存及繁殖優良基因型，再看它對遺傳變異、病害與繁殖管理造成的限制。以下列出五項，並逐項說明。

分項說明

一、優點：固定優良基因型，保存雜合性與雜種優勢

有性繁殖作物自交或互交後，後代會發生基因分離與重組；無性繁殖則可將經選拔的優良植株直接繁殖，使其基因型大致維持不變。

因此，若選出具高產、抗病或品質佳等性狀的雜合植株，可透過無性繁殖保留其基因組合，也能延續雜種優勢，避免後代因分離而性狀不整齊。

二、優點：快速繁殖優良材料，利於品種推廣

若作物可由莖段、塊莖、芽體或組織培養苗繁殖，育種者便能由少量優良材料擴增大量植株，用於品系比較、區域試驗及品種推廣。

核心觀念

本題考查作物育種學的基本名詞，涵蓋性狀遺傳、種子繁殖制度、植物病理鑑別、染色體倍數變異，以及分子育種技術。作答時應先給出精確定義，再補上主要特徵或用途，並指出容易混淆之處。

解題方法與名詞說明

（一）質的性狀（qualitative trait）

質的性狀是表現型可分成少數明確類別的性狀，通常由一個或少數幾個基因控制，受環境影響較小，類別間常呈不連續差異。例如豌豆種子的黃色或綠色、花色，以及某些病害的抗病或感病反應。

這類性狀的遺傳分析可依孟德爾分離與分配原則進行，常可由後代表現型比例推估基因型或遺傳方式。須留意，「質的性狀」指的是表現型類別明確，不代表環境完全不會影響其表現。

（二）原原種（breeder seed）

原原種是由育種者或育成機關直接繁殖、維持的種子，作為後續種子繁殖的最初來源。繁殖過程須維持品種的遺傳純度與典型性，並避免機械混雜、異品種混雜及病蟲害感染。原原種再繁殖可供生產原種，原種則可供後續採種或生產用種子繁殖。

**法規註：**種子分級及檢查用語以命題當年（民國109年）的相關規範與教材用語為準。作答重點是指出原原種由育種者或育成機關維持，並作為後續繁殖的種源。

（三）鑑別品種（differential varieties）

鑑別品種是具有已知抗病基因或抗病反應的品種，供研究者接種特定病原菌或病原生理小種，依各品種呈現的抗病或感病反應，辨別病原菌的生理小種或毒性型。

例如，若某病原菌對一組鑑別品種造成不同的抗、感反應組合，即可依反應型判定其生理小種。鑑別品種的用途是辨認病原菌的差異，不是單純挑選田間表現最佳的品種。

（四）異質多元體（allopolyploid）

異質多元體是由不同物種的染色體組合後形成的多倍體，其染色體組來自不同物種，通常以不同字母表示。