112 地方特考三等 動物技術類科 動物育種學 考古題詳解

核心觀念

動物性狀可從兩個不同角度分類：

1. 依參與性狀表現的基因座數目：看影響性狀的基因座有多少。
2. 依表型表現方式：看個體間的表型差異呈現連續變化，或分成彼此可區別的類別。

這兩種分類的判準不同：基因座分類描述遺傳架構；表型分類描述觀察到的性狀型態。不能只因表型分成幾類，就推論其由少數基因控制。

解題方法

先依基因座數目列出遺傳架構的類別，再依表型型態區分性狀類別。判斷母牛分娩難易度時，將題目給定的「需助產／不需助產」視為表型分組，並進一步辨認其背後的遺傳模式：表型雖分成兩類，遺傳上仍可由許多基因共同影響，並以潛在的連續易感程度跨越門檻來表現。

一、依參與性狀基因座數目分類

1. 單基因性狀（monogenic trait）

性狀主要由一個基因座控制，基因型與表型的對應關係通常較明確，常見於具有明顯分離型態的性狀。單基因性狀也常稱為孟德爾性狀。

2. 寡基因性狀（oligogenic trait）

性狀主要受少數幾個基因座影響，各基因座的作用較單純性狀複雜，但通常仍能辨認主要基因或主要遺傳效應。

3. 多基因性狀（polygenic trait）

性狀受許多基因座共同影響，各基因座通常各自只有小效應，表型也常受到環境因素影響。生長、產乳量、繁殖效率等經濟性狀，多屬此類。

二、依表型表現方式分類

1. 連續性性狀（continuous trait）

表型可在某一範圍內呈連續變化，個體間不容易自然劃分為少數幾個互斥類別，例如體重、身高或產乳量。這類性狀常受多基因與環境共同影響。

2. 不連續性性狀（discontinuous trait）

核心觀念

重複性狀是同一動物在不同時間或不同生產週期，對同一性狀有兩次以上紀錄的性狀。標準重複性模型假設這些紀錄反映同一個性狀，且同一動物各次紀錄間的遺傳相關為 1；個體間持續存在的差異，會使同一動物的各次紀錄彼此相關。

典型例子包括乳牛不同胎次的泌乳量、母豬不同胎次的產仔數，以及同一動物多次測得的體重或產蛋量。以乳牛為例，同一頭牛第一、第二及第三胎的泌乳量，是同一個體的重複紀錄；各胎泌乳量仍受遺傳能力影響，也受飼養管理、健康狀況及該胎環境影響。

解題方法：性能表現的組成

同一動物第 $j$ 次紀錄的表型值，可寫成：

其中：

• $P_{ij}$：第 $i$ 個體第 $j$ 次的表型紀錄。
• $\mu$：族群平均或固定效應所代表的基準。
• $A_i$：加性遺傳效應，即育種價；可經由親代傳給後代，是選拔改良的重要依據。
• $D_i$：顯性遺傳效應，由同一基因座上等位基因間的交互作用形成。
• $I_i$：上位性遺傳效應，由不同基因座間的交互作用形成。
• $PE_i$：永久環境效應，指會持續影響該個體各次紀錄的非遺傳因素，例如早期發育、長期飼養條件或持續性健康差異。
• $TE_{ij}$：暫時環境效應，指只影響某一次紀錄的環境因素，例如單一胎次的疾病、飼料變動或測定誤差。

此式的關鍵是區分個體間持續的效應與單次紀錄才出現的效應。在簡化的重複性模型中，$A_i$、$D_i$、$I_i$ 與 $PE_i$ 會共同影響同一個體的各次紀錄；$TE_{ij}$ 則只影響第 $j$ 次紀錄。實務上若只估計加性遺傳與永久環境效應，模型常簡化為：

變異分解與重複力

假設各效應彼此不相關，表型變異可分解為：

核心觀念

本題考查育種者如何運用配種制度，配合重要經濟性狀的改良目標。選拔決定哪些個體留作種用，配種制度則決定哪些個體彼此交配；兩者搭配，可累積有利基因、維持或改變族群的遺傳組成，並改善後代的生產性能。

依交配個體間的血緣遠近，主要可分為：

• 近親配種（inbreeding）：交配雙方的親緣關係高於族群平均。
• 遠親配種（outbreeding）：交配雙方的親緣關係低於族群平均，包括同品種內無親緣個體交配、品種間雜交等。

解題方法

先說明配種制度的共同目的與預期效用，再選擇題目要求的兩類制度，分別交代其選用目的、遺傳效應、經濟性狀影響及可能代價。作答時須指出：配種制度本身不會取代選拔，實際效益取決於親本基因型、性狀遺傳方式與選拔方向。

一、不同配種制度的目的與預期效用（5分）

育種者針對畜禽重要經濟性狀選用配種制度，主要目的如下：

1. 固定及累積有利基因：使具優良性能的個體繁殖，提升後代在生長、產乳、產蛋、繁殖或產品品質等性狀上的表現。
2. 增加純合度、建立穩定品系：使特定基因型較固定，讓後代表現一致，並利於保留優良家系或建立種用群。
3. 利用雜種優勢與互補性：使不同品系或品種的優點集中於商品後代，提升生長、繁殖、存活或生產效率。
4. 控制不良基因與近親風險：避免有害隱性基因在後代中大量表現，並維持族群遺傳變異與長期改良能力。
5. 配合生產目標：種用群重視遺傳改良與性狀穩定，商品生產則可重視雜種優勢、母性能力與市場所需的綜合性能。

預期效用是使特定經濟性狀朝育種目標改良，同時兼顧後代一致性、族群遺傳變異與生產效率。

二、近親配種：目的與影響（10分）

定義與目的

近親配種是親緣關係較近的個體交配，例如親子、全兄妹或半兄妹交配。育種者採用近親配種，主要為了：

• 提高純合度，使基因型逐代較固定。
• 固定優良性狀及建立品系，保留某一優良個體或家系的遺傳特性。
• 顯露隱性基因，辨識親本是否帶有有害隱性基因，供淘汰或選拔使用。
• 維持或擴增特定優良家系，作為後續育種材料。

遺傳與生產影響

近親配種會提高後代的純合度，但通常不會單獨提高族群的有利基因頻率；要使有利基因增加，仍須配合選拔。純合度增加會使原有基因較容易以純合型表現，因此既可能固定優良性狀，也可能使有害隱性基因顯現。

核心觀念

本題考查哈溫平衡下的基因型頻率，以及顯性遺傳缺陷的發生率與等位基因頻率之關係。設致病顯性等位基因頻率為 $p$，正常隱性等位基因頻率為 $q$，則：

哈溫平衡下三種基因型頻率為：

若缺陷由顯性等位基因造成，$AA$ 與 $Aa$ 均表現缺陷；只有 $aa$ 為正常。因此，缺陷發生率為 $p^2+2pq=1-q^2$。

解題方法

（一）缺陷發生率與致病等位基因頻率 $p$

100 頭牛中有 19 頭罹患缺陷，因此觀察到的缺陷發生率為：

正常牛占 $1-0.19=0.81$，在哈溫平衡下，正常牛的基因型只有 $aa$，其頻率為 $q^2$，故：

由 $p+q=1$：

所以致病顯性等位基因頻率為 $0.1$，即 $10\%$。

（二）罹病牛隻攜帶隱性等位基因的機率

罹病牛的基因型可能為 $AA$ 或 $Aa$。其中只有 $Aa$ 攜帶隱性等位基因，因此所求為罹病牛中雜合子的條件機率：

代入 $p=0.1,\ q=0.9$：