112 高普考普通考試 農業技術 作物改良概要 考古題詳解

核心觀念

「近緣野生種」是指與栽培作物在分類上親緣關係接近，且仍保有野生性狀的植物種或族群。以大豆為例，Glycine formosana 是栽培大豆 Glycine max 的近緣野生種。判斷是否「近緣」，育種上重視的不只是外觀相似，而是兩者能否透過雜交及後續選拔，把有用遺傳變異導入栽培種。

解題方法

本題分成兩部分作答：先界定近緣野生種，再說明其育種價值。育種價值可從「提供栽培種欠缺的基因變異」及「如何將這些基因導入栽培種」兩方面說明。

近緣野生種在育種上的重要性

1. 擴大遺傳變異來源 長期栽培與人工選拔使栽培種累積有利性狀，也可能造成遺傳基礎狹窄。近緣野生種保有不同的等位基因，可補充栽培種基因庫，增加育種材料的多樣性。

2. 提供有用性狀基因 野生種可能帶有栽培種較缺乏或未具備的抗病、抗蟲、耐逆境及適應性基因，也可能具有有利於品質或產量改良的遺傳變異。育種者可藉雜交、選拔與回交，將目標性狀導入栽培品種。

核心觀念

異交作物通常具有高度雜合性，單株表現除了受基因型影響，也會受環境影響；而且異交種子的父本常不確定。因此，僅依母株當代的表現選種，未必能判斷其優良性是否能遺傳給後代。

**後裔檢定（progeny test）**是先選出候選親本，再栽培其後代，依後代的平均表現評估親本的遺傳價值。後代若在一致且重複的試驗條件下仍表現優良，較能確認親本具有可遺傳的優良基因。這項方法主要是提高選拔的準確度，並非保證每個優良表型都會遺傳。

解題方法

1. 選出候選親本並留種 從異交族群中選出具有目標性狀的單株，例如高產、抗病或品質佳。每株分別採種、編號，避免混種，以便追蹤其後代家系。

2. 建立可辨識的後代家系 可利用候選單株的開放授粉種子建立半同胞家系（half-sib family）；若需更明確評估親本的配合力，可將候選親本與共同測驗親本交配，建立測交後代。進行授粉與採種時，須避免花粉污染及家系混雜。

3. 以重複試驗比較家系 將各家系種植於隨機區集設計等試驗中，設置重複及對照品種；條件許可時，安排不同地點或年度試驗。這能降低土壤、氣候及田間位置差異造成的誤判。試驗期間應採取一致的栽培管理，並記錄目標性狀。

4. 依家系平均表現選拔親本 比較各家系的平均表現及其跨重複、地點或年度的穩定性。家系平均表現較佳且穩定者，代表其親本的遺傳價值較高，可選留該親本所代表的遺傳材料，再進行繁殖或互交，以進入下一輪改良。

一、核心觀念

水稻為雌雄同花、自花授粉作物；人工雜交時須先使母本花朵的花粉失去活性或移除花藥，再讓母本柱頭接受指定父本的花粉。去雄的關鍵是避免母本自交，同時保護雌蕊，並在適當時機授粉。

新品種育成後，須從農藝性狀、產量與適應性、病蟲害抵抗性、逆境耐受性及稻米品質等面向檢定，確認其特性穩定且具推廣價值。農民繁殖種子時，則須循種子來源、田間純度管理、收穫調製及檢查等步驟，維持品種純度與種子品質。

二、水稻雜交時母本去雄

（一）溫湯去雄法

1. 選穗與整穗：選擇生育整齊、預定開花的母本稻穗，剪除已開花及過晚開花的穎花，留下當日適合處理的未開花穎花。
2. 溫湯處理：將母本穗置於約攝氏 43 度溫水中處理約 7 分鐘，使花粉失去發芽能力。溫度與時間須依品種及穗部狀態調整，避免處理不足而仍有活花粉，或處理過度而傷害雌蕊。
3. 整理與隔離：取出稻穗、瀝乾，確認已開花穎花及不適用穎花均已去除，套袋隔離並標示母本與處理日期。
4. 授粉：母本穎花適時開穎時，以父本當日新鮮花粉授粉；授粉後重新套袋，標明父本、母本及授粉日期。

（二）剪穎、人工去雄法

在母本穎花尚未散粉時，以剪刀剪開穎殼，再用鑷子移除花藥；操作時避免碰傷柱頭、子房及花絲。逐朵檢視，確認花藥已除盡後套袋隔離，於母本柱頭可受粉時以父本花粉授粉，再套袋並完成標記。

（三）去雄品質管制

去雄時要避免漏除花藥、誤傷雌蕊及外來花粉污染。若母本已有花朵開放，須先剪除；每穗皆要有清楚標籤，並在授粉後持續隔離。人工剪穎法較費工，且容易傷及穎花；溫湯法效率較高，但須精準控制溫度與時間。

三、新品種育成過程的特性檢定

育成品系應與適當對照品種比較，並在代表性環境與期作中試驗；除檢查單一性狀，也要確認性狀表現穩定及整體栽培價值。主要檢定項目如下：

1. 農藝與生育性狀：抽穗期、成熟期、株高、分蘗數、穗長、穗數、粒型、千粒重、結實率、倒伏性及成熟整齊度。
2. 產量與區域適應性：進行產量比較及區域試驗，評估不同地區、期作與栽培環境下的稻穀產量、穩定性及適應範圍。
3. 病害抵抗性：依育種目標檢定葉稻熱病、穗稻熱病、白葉枯病、紋枯病及縞葉枯病等。
4. 蟲害抵抗性：檢定褐飛蝨、白背飛蝨、斑飛蝨及二化螟等重要害蟲。
5. 逆境耐受性：視品種定位檢定低溫、旱害、鹽害等逆境耐受性。
6. 稻米品質：評估糙米率、精米率、外觀品質、粒型、透明度、白堊質、食味品質及相關理化特性；特殊用途品種另依其用途檢定。
7. 特定性狀檢定：若新品系主打特殊抗病、抗蟲或逆境耐受性，應針對該性狀安排專項檢定。

核心觀念

基因連鎖（linkage）是指位於同一條染色體上的基因，因物理位置接近而傾向一起遺傳，無法像位於不同染色體上的基因那樣完全獨立分配。基因連鎖使親代的等位基因組合較常以原有組合傳給子代，稱為親代型；若同源染色體在兩基因座之間發生互換，則會產生新的等位基因組合，稱為重組型。

連鎖強度與兩基因座間的遺傳距離相關：距離愈近，互換機率愈低，連鎖愈緊密；距離愈遠，重組率愈高。重組率以 $r$ 表示，介於 $0$ 至 $0.5$；$r=0.5$ 時，兩基因座呈現獨立分配的結果。遺傳圖距通常以重組率估算，$1\%$ 重組率約相當於 $1$ 公分（cM）的圖距。

解題方法：連鎖在育種上的利用

回答時可從「保留有利基因組合」及「利用連鎖標記輔助選拔」兩個方向說明，並補充育種者如何藉由重組打破不利連鎖。

1. 保留有利性狀的基因組合 若優良性狀由同一染色體上相鄰基因控制，這些基因較容易一起遺傳。育種者可選留具備目標性狀組合的個體，使其在後代中較穩定地傳遞。例如，將抗病基因與優良品質基因組合在同一連鎖區域，可提高後代同時保有兩項性狀的機會。

2. 利用連鎖標記進行選拔 若目標基因不易直接觀察，或需等到植株成熟、接種病原後才能鑑定，可利用與目標基因緊密連鎖的分子標記判斷植株是否帶有目標基因。