114 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

本題考多品種配種計畫中，三種可共同運用的遺傳改進途徑：品種間選擇、雜交，以及品種內選拔。圖的縱軸是遺傳改進（優勢），橫軸是時間；三部分堆疊表示其對改進的貢獻可以累加。

判讀圖形的關鍵是：第（1）、（2）部分的高度大致固定，第（3）部分則隨時間增加。因此，（1）、（2）代表選定品種組合後可利用的品種差異與雜交優勢；（3）代表經世代選拔而逐步累積的遺傳進展。

解題方法與各部分說明

（1）品種間選擇：選擇適合的品種或品系

依目標性狀與生產環境，比較不同品種的遺傳特性，選出適合的品種，並決定各品種在配種計畫中的用途。若以較佳品種取代原有品種，稱為品種替換；若保留兩個或多個品種供後續雜交，則著重於安排其互補角色。

這一步主要利用品種間的遺傳差異，例如生長速度、產肉能力、繁殖性能或環境適應力。其優勢來自選定的品種組合，並不會像逐代選拔一樣，自動隨時間持續增加。

（2）雜交：利用雜種優勢與品種互補

將不同品種配種，利用兩項主要效果：

• 雜種優勢：雜交子代的表現優於親本平均表現，常見於繁殖力、成活率及生命力等性狀。其程度與親本品種的遺傳差異及子代保有的異型合子程度有關。
• 品種互補：讓各品種負責其較擅長的性狀。例如，以適應力佳的母系提供繁殖與母性性狀，以生長或肉質表現佳的父系提供商品畜的生產性狀。

可用概念式表示：

雜交的設計必須配合繁殖母畜更新與後代去向；若任意混配或未規劃留種，便難以穩定保留預期的品種比例與雜種優勢。圖中第（2）部分代表建立雜交制度後可取得的改進貢獻；

核心觀念

多性狀經濟選拔指數（selection index），是把數個性狀的觀測值或育種值，依其遺傳與經濟重要性加權合併，據以選留種畜。基本形式為：

其中，$\mathbf{x}$ 是候選種畜各性狀的紀錄向量，$\mathbf{b}$ 是指數權數向量。經典的綜合選拔指數以經濟育種目標 $H=\mathbf{a}'\mathbf{g}$ 為依據；$\mathbf{g}$ 為各性狀的育種值，$\mathbf{a}$ 為經濟權數。實務上可利用遺傳與表型共變異資料求得最適指數權數。

本題的「兩種」是指依選拔目標的表達方式區分：總體（總經濟）選拔指數與限制選拔指數。

解題方法與組成

一、總體（總經濟）選拔指數

總體選拔指數以多個性狀的經濟育種目標為核心，將各性狀的經濟權數與遺傳表現整合，追求整體經濟效益最大化。

• 組成分：各目標性狀的經濟權數、育種值，以及用來估計或預測育種值的個體紀錄、親屬紀錄或後裔資料。若以觀測紀錄建構指數，則依性狀間的遺傳與表型共變異決定各紀錄的權數。
• 優點：能把產量、繁殖、健康、產品品質等性狀納入同一經濟目標，依各性狀對獲利的貢獻分配權重，選拔方向與產業收益直接連結。
• 缺點：須估計性狀經濟權數與遺傳參數，所需資料較多；價格、飼養成本、管理制度或市場需求改變時，原有權數可能不再適用。

核心觀念

本題考查多性狀選拔中的遺傳相關。遺傳相關 $r_g$ 是兩性狀育種值之間的相關程度，表示影響一性狀的加性基因，與影響另一性狀的加性基因有多大程度共同變動：

遺傳相關的正負與大小，會影響對某一性狀選拔時，其他性狀的遺傳改變方向與幅度。它反映的是遺傳層面的關聯，與由共同環境或管理造成的表型相關不同。

解題方法

題目指出場內檢定同時評估生長、屠體、繁殖等多項性狀，並提供各性狀 EBV 與經濟加權指數。作答應說明：遺傳相關如何影響間接選拔、多性狀選拔，以及選拔指數的設計與結果。

若只選拔性狀 $X$，其選拔差為 $S_X$，則對相關性狀 $Y$ 的間接遺傳反應為：

其中 $i$ 為選拔強度，$r_{A_XA_Y}$ 為兩性狀的加性遺傳相關，$h_X$、$h_Y$ 為遺傳力平方根，$\sigma_{P_Y}$ 為性狀 $Y$ 的表型標準差。公式顯示：選拔性狀 $X$ 不只改變 $X$，也會透過遺傳相關連帶改變 $Y$。

若選拔依據是準確的 EBV，對 $Y$ 的相關反應可表示為：

其中 $r_{I_X,A_X}$ 是選拔指標與性狀 $X$ 真實育種值的準確度。遺傳相關為正時，選拔 $X$ 通常使 $Y$ 同方向改變；為負時，則可能使 $Y$ 反方向改變。相關接近零時，單靠選拔 $X$ 對 $Y$ 的連帶遺傳反應很小。

核心觀念

本題考品種雜交在肉用動物生產中的兩項主要遺傳效益：雜種優勢與品種互補；同時考雜交如何減輕純種生產在商業場上的限制。

• 雜種優勢（heterosis）：雜交後代的平均表現優於親本品種平均值，常見於繁殖力、存活率、健壯度與母性等性狀。其主要遺傳基礎是不同品種間等位基因頻率不同，雜交提高雜合度，使部分有害隱性基因較不易以純合狀態表現，也能利用非加性基因作用。
• 品種互補（breed complementarity）：利用不同品種的專長搭配，使母系提供繁殖與哺育能力，父系提供生長速度、胴體或肉質等商品性狀。這是有計畫的品種配置效益，與雜種優勢不同。
• 純種生產的限制：單一品種難以同時在繁殖力、母性、生長與胴體性狀上都達到最佳；長期封閉選育也可能增加近親交配與近交衰退風險。此外，純種母畜與公畜若直接生產商品後代，未必能充分利用母系與父系的分工優勢。

雜種優勢常以相對於親本平均值的差異表示：

解題方法

作答時分成「利用什麼好處」與「避免什麼缺點」兩層，再以肉牛雜交說明：

1. 利用遺傳好處：指出雜種優勢，以及不同品種專長所形成的品種互補。
2. 避免生產限制：指出純種單一品種難以兼顧所有經濟性狀，也較難同時發揮母系繁殖能力與父系肉用性能；

核心觀念

本題考的是：利用表型資料推估個體育種價值（breeding value, BV）時，哪些因素會改變推估育種價值（estimated breeding value, EBV）與真實育種價值之間的相關程度，也就是選拔準確度 $r_{BV}$。

選拔準確度定義為：

其中 $\widehat{BV}$ 即 EBV。準確度愈高，表示 EBV 愈能反映真實遺傳優劣，依 EBV 選拔時遺傳進展通常愈可靠。準確度與選拔反應的關係可由下式看出：

其中 $i$ 為選拔強度，$\sigma_A$ 為加性遺傳標準差。

若以單一性狀的一筆表型紀錄選拔，且忽略固定環境差異，準確度為：

其中 $h^2$ 為狹義遺傳率。這表示單一表型並非全由遺傳造成；遺傳率愈高，表型愈能代表個體的育種價值。

解題方法

可從「資料能提供多少遺傳訊息」切入：資料與目標育種價值的遺傳關聯愈強、紀錄愈多且愈可靠，EBV 的準確度愈高；環境雜訊愈大、資料愈少或親緣關係愈遠，準確度則愈低。主要因素如下。

1. 狹義遺傳率

狹義遺傳率為：

其中 $\sigma_A^2$ 為加性遺傳變異，$\sigma_P^2$ 為表型變異。遺傳率愈高，個體表型中由加性遺傳造成的比例愈大，單筆表型對 BV 的預測愈準確；在單一表型選拔的假設下，$r_{BV}=\sqrt{h^2}$。

遺傳率愈低時，表型較容易受環境或非加性遺傳因素影響，單靠個體表型推估 EBV 的準確度較低。

2. 紀錄數量與品質

同一個體有多次紀錄時，可平均各次紀錄以降低暫時性環境影響。以重複性性狀為例，$n$ 次紀錄平均值的準確度為：

其中 $t$ 為重複率。紀錄數 $n$ 增加時，通常能提高準確度；但若重複率高，表示各次紀錄較相似，新增紀錄帶來的額外資訊較少，因此準確度的提升會逐漸趨緩。