113 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

本題考查芋頭的無性繁殖與健康種苗生產，以及作物種原保育的價值與合作模式。芋頭是營養繁殖作物；保種除了保存遺傳材料，也須維持其持續栽培、利用與文化知識傳承。

（一）主要繁殖方式與無毒苗大量繁殖方法（4分）

芋頭主要以營養繁殖繁衍，利用母芋、子芋、孫芋或球莖上的芽繁殖；田間也可切取帶芽的球莖或葉柄基部材料栽植。種子繁殖並非一般栽培的主要方式。

大量繁殖無毒苗，最適當的方法是莖頂（生長點）組織培養：

1. 選取生長健壯、外觀正常且無病蟲害的母株，先檢測特定病原。
2. 切取莖頂分生組織，在無菌條件下培養；莖頂組織較不易帶有系統性病毒。
3. 以組織培養增殖芽體、生根，經健化後移植，並持續檢測種苗健康狀況。

組織培養能在短時間內大量繁殖遺傳性狀一致的苗，但須從健康母株開始並維持無菌操作；「組培苗」不等於未經檢測就必然無病毒。

（二）為何要為原住民族栽種的小山芋保種？（5分）

1. **避免種原消失：**栽培面積大幅下降，加上飲食與經濟作物改變，傳統品系可能因停種而流失；芋頭以營養繁殖為主，品系一旦失去活體材料，較難靠種子恢復。
2. **保存遺傳多樣性：**不同品系可能具有不同的風味、用途、成熟期、耐旱性、耐濕性及病蟲害反應，可作為未來育種與環境變遷調適的材料。
3. **維繫飲食與糧食自主：**小山芋可供日常食用、加工與儲存，保留地方糧食來源，並提升部落面對災害、交通中斷或供應不穩時的韌性。
4. **延續文化與傳統知識：**芋頭種植連結族語名稱、耕作知識、飲食、祭儀及家族傳承；保存植株也能讓知識在實際栽培中繼續傳承。
5. **維護在地生態與生計：**多樣化栽培有助維持農田生物多樣性與傳統農業景觀，並可連結友善農耕、教育或生態旅遊，增加在地發展機會。

（三）原住民族和政府機關如何協力保種，並說明優缺點（16分）

1. 建立由部落主導的田間保種

由部落耆老、種植者與青年共同盤點品系，記錄族語名稱、來源、栽培環境、外觀、口感、用途及耕作曆。透過家戶留種、部落保種田、共耕田與種苗交換，讓各品系持續在原生或適宜環境栽培，並將耕作和利用知識傳給下一代。

**優點：**能保留品系在地適應性與文化脈絡，農民持續選留也能使種原隨環境變化而演進。

核心觀念

本題考查三個部分：如何判定不同地方品系的抗性是否由不同基因控制、如何用分子標誌輔助抗病基因聚合，以及如何將多個抗性基因導入現有優良品種。

「對不同生理小種有抗性」不等於「具有不同抗性基因」：不同品系可能帶有同一基因，也可能帶有不同基因或同一基因座的不同等位基因。需以遺傳互補測驗加以區分。將不同來源的抗性基因累積於同一品種，稱為基因聚合（gene pyramiding）；分子標誌輔助選拔（MAS）則利用與目標基因連鎖或基因本身的 DNA 標誌，間接選留所需基因型。

解題方法：判定抗性基因是否不同

將三個地方品系兩兩互交，形成三組雜交組合：品系 1 × 品系 2、品系 1 × 品系 3、品系 2 × 品系 3。各組合取得 F₂ 後，以能分辨相關抗性基因的病原菌生理小種接種，調查抗、感分離情形；也可評估 F₁ 的抗病表現，作為輔助判讀。

若兩品系的抗性由同一基因座的相同抗性等位基因控制，F₂ 不會因這兩個來源而出現正常的抗、感分離，後代整體表現抗病。若兩品系的抗性由不同基因座控制，F₁ 通常同時帶有兩方抗性基因；在適當的接種小種與顯隱性條件下，F₂ 可依基因分離而出現感病個體。若兩個基因為不同基因座且獨立分配，單一顯性抗性基因對應的感病基因型比例為 $1/4$；兩個基因各自都能提供抗性的情況下，只有雙重隱性個體感病，感病比例為 $1/16$。

判讀的關鍵，是每一組合都要用能檢驗兩個抗性來源的病原菌生理小種，並將「同一基因座的不同等位基因」與「不同基因座的基因」分清楚。基因連鎖、顯隱性關係，以及病原菌小種是否能辨識該基因，都會影響預期分離比例；因此不能只根據三個品系的抗性表型不同，就斷定其抗性基因不同。

分子標誌輔助選拔與基因聚合

確認三個種原的抗性基因彼此不同後，可選定維持優良農藝性狀的現有栽培品種作為輪迴親，將三個種原的抗性基因逐步導入，或先交配聚合抗性基因，再與輪迴親回交。選拔時可採用下列方式：

核心觀念

本題考查兩個部分：一是組織培養產生的體細胞變異能否作為育種材料；二是依命題當年《植物品種及種苗法》，申請植物品種權須符合的要件，以及品種保護的利弊。

組織培養時，細胞經歷快速分裂、分化與再生，可能出現遺傳或表觀遺傳變化，使再生植株和母株不同。這類變異稱為體細胞變異（somaclonal variation）。變異若具遺傳性、可穩定繁殖，且具有育種價值，就能經選拔與繁殖，成為新品種的育種材料。

**法規基準：以命題當年（民國 113 年）法規為準。**依《植物品種及種苗法》第 12 條，申請品種權的品種須具備新穎性、可區別性、一致性、穩定性及適當品種名稱。

解題方法

先判斷這株特殊葉形是否只是組織培養過程中的暫時性變化，或是能透過繁殖穩定保留下來的性狀。接著以品種權五項要件逐一檢視：特殊葉形是否可辨認、是否與已知品種不同、是否能穩定繁殖，以及是否仍符合新穎性與命名規定。

組織培養變異能否用於育種

可以。組織培養產生的變異可作為變異來源，供育種者選拔具有目標性狀的植株。本題的特殊葉形若具觀賞價值，便可先挑選變異株，再以組織培養或其他適當的無性繁殖方式擴繁，並觀察後代是否持續呈現相同葉形。

育種上須注意：

• 確認變異可遺傳、可穩定繁殖：組培苗單株出現特殊葉形，不代表該性狀會在後續繁殖中固定。
• 檢查是否為嵌合體或暫時性變化：若不同組織的細胞型不同，或性狀受培養環境影響，繁殖後可能分離或消失。
• 進行選拔與性狀確認：重複繁殖並記錄葉形表現，留下表現一致且性狀穩定的植株。
• 評估整體價值：除特殊葉形外，也應確認植株生長、繁殖與觀賞表現符合商品化需求。

植物品種權申請條件

依命題當年《植物品種及種苗法》第 12 條，須具備以下五項條件：

1. 新穎性：申請日前，經品種申請權人自行或同意銷售、推廣種苗或收穫材料者，境內未超過一年；境外方面，木本或多年生藤本植物未超過六年，其他物種未超過四年。鹿角蕨若屬其他物種，適用境外四年的期間。須注意，組培苗曾經販售或推廣，是否影響新穎性，應依是否為申請權人自行或同意，以及銷售、推廣期間判斷。
2. 可區別性：須有一個以上可辨認、可描述的性狀，能與申請日前已流通或已取得品種權的品種區別。

核心觀念與解題方法

本題考查作物育種中五個不同層次的概念：品種育成方式（合成品種）、快速固定純合基因型的方法（雙單倍體）、種子繁殖與品質管理制度（三級制度）、依目標性狀設計作物型態的育種構想（理想株形），以及評估親本配合力的試交方法（頂交法）。

作答時，逐一交代「定義、形成或執行方式、育種用途」即可。名詞間要掌握關鍵差異：合成品種靠多個親本互交並以族群方式維持；雙單倍體則由單倍體加倍，迅速形成純系；頂交法是以共同測驗種測試候選親本的配合力。

（一）合成品種

**意涵：**合成品種（synthetic variety）是由數個具有優良性狀、彼此雜交親和的自交系或品系組成。育種者先依各親本的一般組合力（general combining ability, GCA）選出親本，再使其互相授粉、混合繁殖，建立具有遺傳變異的異交族群。後續以族群內自然授粉或控制授粉方式維持。

**遺傳育種應用：**適用於異交作物，尤其是雜交種子生產成本高、農民不必每年購買新種子的情境。合成品種可累積多個親本的優良基因，並保有一定程度的族群變異與適應能力。與單一雜交組合相比，其產量及整齊度通常較低，但留種繁殖較方便。

（二）雙單倍體

**意涵：**雙單倍體（doubled haploid, DH）是由單倍體細胞或植株經染色體加倍形成的二倍體個體。若原始單倍體帶有一套染色體 $n$，加倍後成為 $2n$；由於單倍體只帶有一套染色體，加倍後各染色體上的等位基因成對相同，因此通常為高度純合的純系。

**形成方式：**常用途徑包括花藥或小孢子培養誘導單倍體，再以秋水仙素等處理使染色體加倍；也可利用單倍體誘導系取得單倍體後加倍。

**遺傳育種應用：**傳統自交需經多代才能提高純合度，雙單倍體技術可大幅縮短建立純系的時間，常用於玉米、油菜等作物的純系育成、雜交親本建立及遺傳研究。不同單倍體來源個體加倍後，可形成基因型各異而各自高度純合的品系。

（三）臺灣良種繁殖三級制度

**意涵：**此制度以逐級繁殖、檢查及更新種子，維持品種遺傳純度與種子品質，同時將數量有限的育種原始種子擴繁至可供農民栽培的種子。典型三級依序為：

1. **原原種：**由育成或試驗改良單位以原始種子繁殖，作為下一級繁殖種源。
2. **原種：**以原原種繁殖，供採種田使用。