110 原住民特考四等 農業技術 作物改良概要 考古題詳解
第 一 題25 分
試述下列名詞之意義與作物改良的關係以及相關的實際範例：
（每小題 5 分，共 25 分）
（一）引種（introduction）
（二）雌雄異株（dioecy）
（三）細胞質雄不稔（cytoplasmic male sterility）
（四）純系（pure line）
（五）單質性（hemizygous）
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核心觀念
本題考查作物改良的基本術語，重點在於掌握每個名詞的定義、遺傳或繁殖特性、育種用途，以及可對應的作物實例。作答時可依「是什麼—如何影響繁殖或遺傳—如何用於育種」的順序，逐項說明。
解題方法
名詞解釋題不宜只翻譯英文或寫一句定義。每小題以「明確定義＋改良上的作用＋實際例子」組織答案，並注意區分相近概念：引種是引入作物材料；雌雄異株是雌花與雄花生在不同植株；細胞質雄不稔是利用細胞質遺傳的雄性不育；純系指自交繁殖後基因型高度一致的品系；單質性則是某基因在個體中只有一份。
（一）引種（introduction）
**定義：**將原產地或其他地區的作物種原、品種或育種材料引入目標地區，供栽培、評估或育種利用，稱為引種。引入的材料可能是地方品種、育成品種、種原或近緣野生種。
**與作物改良的關係：**引種可直接引進具有高產、優良品質、抗病蟲害或耐逆境等特性的品種，增加當地栽培材料的選擇；也可將外來材料作為親本，與本地品種雜交，以導入所需性狀。引種後須評估其對當地日長、溫度、降雨、病蟲害與栽培制度的適應性；外來材料不一定能直接適應新環境，且須注意檢疫，避免引入病原或害蟲。
**實際範例：**將外地具抗病性的大豆品種引入本地，經試種確認適應性後直接推廣，或作為親本與本地高產材料雜交，育成兼具抗病性與適應性的品種。
（二）雌雄異株（dioecy）
**定義：**雌花與雄花分別生長在不同植株上；一株只產生雌花，另一株只產生雄花，稱為雌雄異株。它與雌雄同株不同，後者是在同一植株上分別形成雌花與雄花。
**與作物改良的關係：**雌雄異株植物通常依賴異株授粉，天然異交率高，能維持族群中的遺傳變異；但採種與控制授粉時，必須安排雄株提供花粉。育種上可利用雌、雄植株的分工進行雜交，也可選拔雌株的果實性狀或雄株的花粉供應與授粉能力。
**實際範例：**木瓜具有雌株、雄株及兩性株等性別類型；獼猴桃也常見雌、雄植株分開栽培，生產雌株果實時須配置雄株供粉。育種或栽培時需辨識性別，並妥善安排授粉植株。
（三）細胞質雄不稔（cytoplasmic male sterility）
**定義：**植株因細胞質中的遺傳因子，通常與粒線體基因組有關，而不能形成有功能的花粉，但雌性生殖功能仍正常，稱為細胞質雄不稔，簡稱 CMS。其細胞質通常由母本傳遞，因此雄不稔性可隨母系遺傳。
**與作物改良的關係：**CMS 可作為雜交種生產的去雄工具，省去人工去雄，降低成本並確保母本不自交。典型三系法包括：
第 二 題25 分
有性繁殖作物可依據其自然授粉的方式分類，試說明之。
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核心觀念
本題考查有性繁殖作物依自然授粉型態及天然異交率所作的分類。作物育種上通常分為：
| 類型 | 自然授粉特性 | 常用天然異交率界線 | 例子 |
|---|---|---|---|
| 自花授粉作物（自交作物） | 花粉授到同一朵花的柱頭，或同一植株其他花朵的柱頭；自然繁殖以自交為主 | 通常低於 5% | 水稻、小麥、大豆、豌豆 |
| 常異花授粉作物（常異交作物） | 以自花授粉為主，但有一定比例的天然異交 | 約 5%～50% | 棉花、高粱、蠶豆、油菜 |
| 異花授粉作物（異交作物） | 花粉主要由其他植株傳入，靠異交繁殖 | 通常高於 50% | 玉米、黑麥、白三葉草 |
「自花授粉」在作物育種的分類語境中，通常將同一植株內不同花朵間的授粉也視為自交；「異花授粉」則指不同植株間的授粉。分類重點是作物在自然條件下的主要授粉方式，不是它是否完全不能採取另一種授粉方式。
解題方法
先抓題幹中的「依據自然授粉的方式分類」，再依天然異交率由低至高分成三類：
第 三 題25 分
請說明同質多元體（autopolyploid）、異質多元體（allopolyploid）及複二元體（amphidiploid）的區別。
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核心觀念
本題考查多倍體依染色體組的來源與染色體加倍方式所作的分類。判斷時要看染色體組來自同一物種，還是來自不同物種，以及異種雜交後是否發生染色體加倍。
若以 、 表示不同的染色體組：
- 同質多元體：由同一物種的染色體組增加而成，例如 。
- 異質多元體：含有來自不同物種的染色體組，例如 。
- 複二元體：異種雜交形成的染色體組合經加倍後，形成可正常配對的多倍體，例如由 加倍為 ；它是異質多元體的一種典型形式。
解題方法
依序比較三者的來源、染色體配對情形與育性，即可說明其差別。
| 類型 | 染色體組來源 | 染色體配對與遺傳 | 育性特徵 |
|---|---|---|---|
| 同質多元體 | 同一物種的染色體組重複增加 | 同源染色體多於兩條，減數分裂時可能形成三價體、四價體等多價體；遺傳常呈多體遺傳 | 染色體分離不均時，配子易不平衡，育性可能降低 |
| 異質多元體 | 不同物種的染色體組合併 | 不同來源的染色體組若缺乏足夠同源性，配對較不規則；經加倍後，各組通常能與自身同源組配對 | 未加倍的種間雜種常因減數分裂配對不良而不育；加倍後育性可恢復 |
| 複二元體 | 不同物種的染色體組先雜交，再加倍 | 兩套 與兩套 各自配對，常形成二價體，遺傳近似二倍體的二體遺傳 | 加倍補足同源染色體，通常可恢復較正常的減數分裂與育性 |
第 四 題25 分
請說明混合選種（mass selection）的育種選拔程序以及從育種及遺傳學觀點上的優缺點。
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核心觀念
混合選種（mass selection）是依個體的表現型進行選拔：從原始族群中選出符合目標性狀的植株，將其種子混合後繁殖，形成下一代選拔族群。此法通常不追蹤每一個體的家系，也不對單株後代逐一進行系譜比較。
其選拔成效取決於表現型能否反映可遺傳差異。對遺傳力高、受環境影響較小且容易目視判定的性狀，選拔較有效；若性狀受環境影響大，單株表現就未必能準確代表其基因型。
解題方法：育種選拔程序
- 設定育種目標並建立選拔族群：選定欲改良的性狀，例如株高、成熟期、抗病性或籽粒性狀，並在具有足夠遺傳變異的族群中進行選拔。
- 在適當田間條件下栽培族群：讓植株在能表現目標性狀的環境中生長；若目標是抗病，須有足以區別抗、感植株的病害壓力。
- 依個體表現型選株：在成熟或性狀可判定時，選出符合標準的植株，淘汰不合格個體。選拔時也須避免把環境造成的差異誤認為遺傳差異。
- 分別收穫入選植株的種子：選株後採收其種子。實務上可先分株保存，以利剔除種子不良或不符要求的植株。
- 混合入選植株的種子：將入選個體的種子混合，作為下一代族群的播種材料。種子混合的比例可依育種設計調整；基本程序不以單株家系逐一比較為必要。
- 繁殖並重複選拔：播種混合種子形成下一代，在相同或具代表性的選拔條件下再度選株、收種與混合，經一代或多代選拔後，得到經改良的族群或品種材料。
- 評估改良效果與穩定性：將選拔後族群與原始族群比較，確認目標性狀是否改良，並檢視產量、適應性及其他重要性狀是否維持。
育種及遺傳學觀點的優點
- 方法簡單、成本較低：不需逐株記錄家系，也不必進行繁複的後代試驗，適合大族群選拔。
- 可保留族群的遺傳變異：入選多個個體並混合繁殖，可維持一定程度的族群變異，持續提供後續選拔材料。
- 適用於可直接觀察的性狀：對遺傳力較高、表現型與基因型關聯較密切的性狀，依表現型選拔較容易取得進展。