109 地方特考三等 農業技術 作物育種學 考古題詳解

核心觀念

本題測驗「作物育種學」中引種（Plant Introduction）的標準作業程序、生態適應性原理，以及跨國種原引進時應配合的法規與檢疫制度。

1. 引種之定義與利用形式：

• 直接利用（Direct introduction）：引進之品種表現優異且能適應本地氣候，經試驗評估後直接命名推廣栽種。
• 間接利用（Indirect introduction）：引進之品種雖不適於本地氣候（如光週感應異常或易倒伏），但具備特定優良性狀（如特殊香味、高抗病性），可作為雜交育種之親本材料。

2. 泰國香米之生態型與生理特性： 泰國香米（如最著名的 Jasmine Rice，典型代表為 Khao Dawk Mali 105, KDML105）屬於低緯度熱帶型秈稻（Indica），具強烈短日感光性（Photoperiod sensitivity）​與特定感溫性。引進至中緯度之台灣時，光週期與溫度變化會嚴重影響其營養生長與生殖生長轉換，容易在一期作（低溫長日）發生抽穗延遲或不抽穗，在二期作（高溫短日）發生過早抽穗、產量低下的問題。此外，其特征香氣物質（2-乙醯-1-吡咯啉，2-acetyl-1-pyrroline, 2-AP）之合成亦受灌漿期環境溫度的顯著影響。
3. 法規遵循： 跨國引種涉及外來有害生物入侵之風險，必須嚴格遵守國家檢疫規範。本題以命題當年（民國 109 年）法規為準，核心依據為《植物防疫檢疫法》及《植物品種及種苗法》（註：相關檢疫作業規範後續雖有例行檢疫害蟲清單之微調，但輸入隔離檢疫程序之原則不變）。

---

解題方法

本題為典型的育種實務申論題。解題必須採取​「法規防檢疫 $\rightarrow$ 生態型分析 $\rightarrow$ 階梯式田間試驗 $\rightarrow$ 特異性狀檢定 $\rightarrow$ 利用途徑評估」​的邏輯鏈條，切忌直接跳入田間產量比較。具體步驟應包括：

1. 合法輸入與隔離檢疫：避免隨帶危險性病原（如白葉枯病、細菌性條斑病等特定生理小種）進入本土農業生態系。
2. 觀察試驗（引種初級試驗）：初步掌握光溫反應、基本農藝性狀與生育日數。
3. 產量比較試驗：設立對照品種（如台灣推廣之台農71號、台中194號或台中秈10號），於重複試驗小區進行統計檢定。
4. 區域適應性與期作試驗：因應台灣一、二期作氣候差異及南北日長、溫度梯度，進行多點、多期作試驗，評估基因型與環境交感效應（$G \times E$ interaction）。
5. 米質與香味性狀檢定：確認其在台灣氣候下能否維持原始泰國香米之香味濃度與食味品質。
6. 決定利用途徑：根據各階段數據，決定走向「直接推廣」或「雜交親本」。

---

選項分析

本題為公職三等考試之申論題，非選擇題，故無個別選項可供正誤解析。答題評分標準取決於考生能否具備完整的試驗層級邏輯，並能準確點出「泰國（低緯度）秈稻」引至「台灣（中緯度）」會面臨的光溫生理障礙與香味表現問題。

---

解題技巧

1. 破題抓關鍵字：

• 「泰國」：立刻聯想到熱帶秈稻、低緯度、強感光性（短日植物）、耐寒性差。
• 「香米」：聯想到品質性狀受環境影響大、易揮發性香氣合成機制、對照品種須選擇台灣現有香米品種。
• 「合理的引種試驗」：不能只寫田間試驗，必須以「隔離檢疫」為起點，並循「觀察 $\rightarrow$ 產量 $\rightarrow$ 區域 $\rightarrow$ 質檢」四步階梯開展。

核心觀念

本題旨在測驗自交作物（水稻，Oryza sativa L.）雜交育種中，針對分離世代（Segregating Generations）之族群管理策略與處理方法。

1. 遺傳基礎： 水稻屬於典型自交作物，自 $F_2$ 世代起，基因型發生劇烈分離重組。隨著自交世代增加，族群的雜合度以公比 $\frac{1}{2}$ 逐代遞減，而純合度則逐代遞增。在不考慮連鎖與突變的情況下，自交 $m$ 個世代（以 $F_1$ 為第 0 代，$F_{m+1}$ 世代），若涉及 $n$ 對獨立遺傳基因，該世代個體為完全純合體的理論頻率為： $P = \left[ 1 - \left(\frac{1}{2}\right)^{m} \right]^n$
2. 管理核心目標： 自 $F_2$ 邁向純合系（通常為 $F_5 \sim F_7$）的過程中，育種者必須在「最大化有利重組」、「提高選拔效率（特別是區分環境變異與遺傳變異）」以及「節省田間土地、人力與時間成本」之間取得平衡。

---

解題方法

申論此題時，應針對水稻育種實務上最標準的三種分離世代處理方法：系譜法（Pedigree Method）、混合法（Bulk Population Method）、單粒傳代法（Single Seed Descent Method, SSD）​進行分段論述。每一種方法皆需完整交待「操作流程」、「優點」與「缺點／限制」，方能獲得評分委員的完整給分。

---

選項分析（三種管理方法之詳細內涵）

一、 系譜法（Pedigree Method）

1. 操作流程：

• $F_2$ 世代：種植較大族群（約數千株），在田間稀植以利個別觀察，依育種目標選拔優良單株，各選拔株分別收穫脫粒，編號保存。
• $F_3$ 世代：以「穗系（Plant-to-row / Panicle row）」方式種植，即每一選拔單株之種子播種成一個品系。首先進行「系間淘汰」（淘汰不良品系），再於優良品系中進行「系內單株選拔」，並詳細記錄其親緣家譜系統。
• $F_4 \sim F_5$ 世代：重複「系內選拔」與「系間淘汰」，詳細記錄世代系譜。
• $F_6$ 世代以後：多數性狀已高度純合固定，品系內表現一致，此時轉為全系混合收穫，進入品系比較試驗（初級、高級產量試驗）。

2. 優點：

• 育種親緣記錄詳盡，遺傳背景清晰，利於追溯優良性狀或缺點的來源。
• 世代連續選拔，對遺傳率高（High heritability）之性狀（如株高、抽穗期、粒型、特定抗病性）選拔效率極佳。
• 劣質基因型在早期世代即遭淘汰，保留在田間的品系皆具良好外表型。

3. 缺點：

• 需耗費大量田間標記、記錄與譜系簿冊管理工作，人工成本極高。
• 早期世代（$F_2 \sim F_3$）植株雜合度高且單株種植，對遺傳率低之性狀（如稻穀產量）易受環境干擾而造成誤選。
• 受田間容納量限制，所能處理的族群規模相對較小。

---

二、 混合法（Bulk Population Method）

1. 操作流程：

• **

核心觀念

本題旨在測驗考生對現代作物育種科技前沿——「精準育種」（Precision Breeding）的定義、技術支柱及其在作物改良之實務應用能力。

1. 精準育種之定義與內涵： 相較於傳統育種依賴雜交後大量後代的表型篩選（具隨機性、遺傳連鎖累贅、週期長），精準育種是指整合現代基因體學、分子生物學、高通量表型鑑定及大數據分析等技術，於特定基因座或基因序列進行高精確度之標靶修飾或選拔，以可預測且高度專一的方式改良作物目標性狀。
2. 核心技術支柱：

• 精準修飾（標靶編輯）：以新興基因組編輯（Genome Editing, 如 CRISPR/Cas 系統、鹼基編輯 Base Editing、引導編輯 Prime Editing）為主，區分 SDN-1（定點突變/缺失）、SDN-2（模板微修復）及 SDN-3（大片段外源基因定點插入）。
• 精準選拔（分子選拔）：包含分子標誌輔助選拔（Marker-Assisted Selection, MAS）、全基因組選拔（Genomic Selection, GS），利用密集單核苷酸多型性（SNP）標誌及基因體預測育種值（GEBV）在苗期進行精準預測。
• 精準評估（高通量表型與環境感測）：高通量表型體學（Phenomics）搭配無人機感測與影像分析，解析基因型與環境交互作用（$G \times E$）。

3. 法規界定（以命題當年民國 109 年為準）： 民國 109 年國際法規對未帶有外源基因（SDN-1/SDN-2）之基因組編輯作物多朝向「非基改（Non-GMO）」或差異化管理（如美、日、澳），而台灣當時農政主管機關（行政院農業委員會）正研訂管理規範，原則上將不具外源重組 DNA 者視為非屬傳統基因改造生物之規範範疇。現行法已逐步落實針對無外源基因編輯作物之個案審查與免按一般基改植物列管之機制。

---

解題方法

本題為典型的申論題（佔分通常為 20 至 25 分），切入架構應掌握「定義與核心技術 $\to$ 與傳統育種之比較優勢 $\to$ 作物具體應用實例 $\to$ 展望與法規考量」，條理清晰方可奪取高分：

1. 第一部分：定義與範疇（破題） 精準闡述精準育種的定義，強調其「高專一性、低連鎖累贅、時程短、精確定向」之特性。
2. 第二部分：技術架構 提綱挈領列出精準育種的技術主幹：基因編輯技術（精準改造）與分子生物資訊輔助選拔（精準篩選）。
3. 第三部分：作物之具體應用（重點核心） 不可流於空泛概念，必須依農藝目標分類（產量與株型、生物逆境抵抗力、非生物逆境耐受性、品質與機能性改良），並舉出具體代表性作物與基因名稱作為佐證。
4. 第四部分：效益與限制 簡述脫靶效應（Off-target effect）之防範及法規監管現況，展現全面性的答題思維。

---

選項分析（申論題各配分面向審查指標）

本題為申論題，閱卷委員評分重點與常見失分缺失分析如下：

• 定義與技術面（約佔 30%）：
• 高分要件：能正確區分精準育種（包含基因編輯、MAS、GS 等）與傳統轉基因技術（Transgenic / GMO）的差異（前者著重於內源基因的精準敲除/編輯或高密度標誌篩選，無隨機插入的外源質體骨架）。
• 常見失誤：將精準育種狹義地完全等同於傳統 GMO，或僅泛泛提及「基因改造」，未點出標靶編輯（CRISPR/Cas）或分子選拔（GS/MAS）之核心名稱。
• 作物應用面（約佔 50%）：
• 高分要件：分類條列清楚，兼具糧食作物（水稻、玉米、小麥）與園藝作物（番茄、大豆），且提及確切作用機制（例如：敲除感病基因 S-gene、調控澱粉合成酵素基因）。
• 常見失誤：僅寫「可增產、抗病、耐旱」等口號式描述，缺乏具體作物案例與遺傳機制，內容過於空洞。
• 優勢與法規挑戰（約佔 20%）：
• 高分要件：點出育種週期大幅縮短（結合速生育種 Speed Breeding）、避免連鎖累贅（Linkage drag），並提及 SDN-1/SDN-2 型編輯產品在各國法規上的豁免監管趨勢。
• 常見失誤：未總結精準育種相較傳統育種在時程與精確度上的核心價值。

---

解題技巧

1. 層次分明，採「大標、小標、條列」鋪陳：申論題閱卷時間極短，切忌整段不分行。主幹應分「一、精準育種之意涵與關鍵技術」、「二、在作物育種上之具體應用」、「三、精準育種之優勢與展望」。

核心觀念

本題旨在測驗考生對於台灣《植物品種及種苗法》及其施行細則中「植物品種權申請程序及應備書件」之熟悉度，並結合農業改良場研究員之實務情境（涉及「職務上育種之權利歸屬」與「大豆特定作物之性狀檢定要求」）。

法規基準：

• 法規適用依據：本題以命題當年（民國 109 年）​之法規體系為準，中央主管機關為「行政院農業委員會」（現行法主管機關已改制為「農業部」）。
• 法源依據：

1. 《植物品種及種苗法》第 7 條、第 8 條（受雇人職務上育種之權利歸屬）。
2. 《植物品種及種苗法》第 14 條（品種權申請程式及應備文件）。
3. 《植物品種及種苗法施行細則》第 2 條（申請書應記載事項）及第 3 條（品種說明書應記載事項）。
4. 主管機關公告之「大豆品種性狀檢定方法及性狀表」。

• 核心實體條件：品種需具備新穎性（Novelty）以及 DUS 特性——可區別性（Distinctness）、一致性（Uniformity）、穩定性（Stability），並具備適當之品種名稱。

---

解題方法

回答本題應採取「法規要件結合公務育種實務」的立體切入法，從「行政法定書件」、「品種技術資料（DUS及育成經過）」、「權利歸屬證明」與「實體檢定材料（送檢種子）」四大主軸循序作答：

1. 身分定位與權利歸屬切入：研究員隸屬公立農業改良場，其育成屬於職務育種，申請人主體為改良場（機關），研究員為育種者，須檢附權利歸屬或代表機關提出申請之證明。
2. 法定文書切入：嚴格依據《植物品種及種苗法》第 14 條及其細則第 2、3 條，拆解「申請書」與「品種說明書」的應記載與應備項目。
3. 作物特性切入：大豆為有性繁殖作物，應檢具依大豆性狀檢定標準填載之性狀表、栽培試驗報告及彩色特徵圖照。
4. 檢定材料切入：品種權審查採實質審查檢定，需具體備妥指定數量之合格繁殖種子供檢定機構驗證。

---

選項分析

本題為申論題，非選擇題，故無個別選項分析。答題關鍵在於全面涵蓋法規指定書件、技術圖表、試驗數據與實體樣品，不得遺漏任何法定要項。

---

解題技巧

1. 速記口訣：「書、說、照、證、種、費」

• 書：品種權申請書。
• 說：大豆品種說明書（含來源、DUS 性狀記述、試驗報告）。
• 照：關鍵性狀彩色照片。
• 證：職務育種及機關權利證明文件（若有代理人加附委任書）。
• 種：供性狀檢定用之大豆種子樣品。
• 費：申請規費繳納收據。

2. 常見陷阱：

• 混淆權利人與育種人：公立試驗改良場的研究員並非獨立品種權人，若寫「研究員自己為申請人」會被扣分；必須釐清研究員為「育種人（發明人）」，「改良場」才是法人申請人（所有人）。
• 漏列實體檢定種子：品種權審查必須進行 DUS 檢定，純送書面無法發證，務必寫出「依公告規定之合格檢定種子數量」。

核心觀念

本題為公職農技類科「作物育種學」之經典申論考題，涵蓋兩大育種核心理論：

1. 雜交親本之選拔依據——組合力（Combining Ability）理論：源自 Sprague 與 Tatum（1942）提出之量化遺傳架構。遺傳變異可區分為由相加性基因效應（Additive gene effect）所主導之「一般組合力」（GCA），以及由非相加性基因效應（顯性 Dominance、上位性 Epistasis）所主導之「特殊組合力」（SCA）。相關數學模型為雙列雜交（Diallel cross）之表型值分解： $Y_{ij} = \mu + g_i + g_j + s_{ij} + e_{ij}$ 其中 $\mu$ 為族群總平均，$g_i, g_j$ 分別為親本 $i$ 與 $j$ 之 GCA 效應值，$s_{ij}$ 為兩親本配對之 SCA 效應值，$e_{ij}$ 為試驗誤差。
2. 異交作物之開花授粉與族群改良品種體系：在雜交優勢（Heterosis）利用與維持基因多樣性之間取得平衡的兩大族群品種型態——「綜合品種」（Synthetic variety）與「複合品種」（Composite variety）。核心評估點在於「親本是否經組合力檢定」、「族群組成親本數與純度管理」及「能否定期重新配製（Reconstitution）」。

---

解題方法

此類題型之得分關鍵在於「先個別界定名詞定義與遺傳機制，再以系統化表格進行多維度對比」：

1. （一）GCA 與 SCA：

• 定義與代表人物／年代。
• 基因作用型式（加性 vs. 非加性）。
• 檢定與估算方法（頂交/多交 vs. 雙列雜交）。
• 育種應用目標（綜合品種與基礎族群改良 vs. 一代雜交種 $F_1$ 開發）。

2. （二）Synthetic variety 與 Composite variety：

• 定義與組成親本特性。
• 親本選拔程序（經 GCA 測驗 vs. 僅憑表型或未經組合力測驗）。
• 品種繁殖與重組維持（可依固定親本重組 vs. 混合後任其自由雜交/集團選拔）。
• 遺傳變異度、族群穩定度與適用推廣情境。

---

選項分析

本題為純申論題（名詞解釋與比較題），無選擇題選項。依閱卷評分要點，針對考生答題時各項子概念之給分標準剖析如下：

• GCA 概念：必須點出「某親本與一系列其他親本雜交後代之平均表現」，遺傳實質為「相加性基因變異（$V_A$）」，若僅回答「一般配合力好」而未提遺傳機制與平均表現，無法拿滿分。
• SCA 概念：必須點出「某特定親本組合之表現相對於雙親平均表現的離差」，遺傳實質為「顯性（$V_D$）與上位性（$V_I$）等非相加性變異」，若未強調「特定兩親本組合」則易失分。
• Synthetic variety 概念：核心為「組成親本經組合力（通常為 GCA）檢定」、「固定親本品系（自交系或無性繁殖系）」、「可重複配製」，缺任一要件皆扣分。
• Composite variety 概念：核心為「多個表型優良或具廣泛遺傳變異之材料混合」、「未經嚴格組合力檢定」、「透過開放授粉自然重組，通常不依原親本定期重配」，混淆兩者之親本檢定程序為最常見失分點。

---

解題技巧

1. 記憶口訣：

• 組合力：「一加特非」（一般組合力＝加性；特殊組合力＝非加性）。
• 群體品種：「綜測可重配，複選任混交」（綜合品種經測定組合力且可以重新配製；複合品種多為表型選拔後任意混合交配）。

2. 版面配置：每個小題依「名詞定義 $\rightarrow$ 關鍵內涵 $\rightarrow$ 比較表」三步驟書寫，表格應至少列出「遺傳基礎」、「檢定方法」、「維持方式」、「育種用途」等 4 至 5 個對比項目，閱卷老師能在 15 秒內確認核心得分點。

---

【答案】

（一）General combining ability（GCA）與 Specific combining ability（SCA）之名詞解釋與比較