110 高普考高考二級 動物技術 家畜育種學 考古題詳解

核心觀念

動物育種的目標是改良族群的遺傳組成，使後代族群在世代更替後，平均遺傳能力朝育種目標前進。育種者主要運用兩個工具：選拔與配種。

• 選拔（selection）：從族群中挑選遺傳能力較佳的個體作為種畜、種禽，讓其對下一代的基因貢獻高於未入選個體，藉此改變族群的基因頻率。
• 配種（mating）：安排入選公、母畜交配，決定哪些個體彼此繁殖，並組合其基因，影響後代的遺傳組成與基因型分布。

解題方法

題幹指出育種改良的對象是「整個族群」，關鍵在辨認育種者能採取的兩類措施：先決定哪些個體能繁殖、貢獻多少基因，再決定入選個體如何交配。前者是選拔，後者是配種。

核心觀念

本題考查「遺傳改變速度」（genetic change per unit time），也稱為遺傳進展率。其基本公式為：

其中：

• $i$：選拔強度，表示被選留作種畜個體的平均選拔差，以表型標準差為單位。
• $r_{IA}$：選拔準確度，即選拔指標 $I$ 與個體加性遺傳價 $A$ 的相關。
• $\sigma_A$：加性遺傳標準差，代表族群可供選拔利用的遺傳變異。
• $L$：世代間隔，即親代出生至其子代出生的平均時間。

因此，要提高每年遺傳改變速度，應提高分子中的選拔強度、選拔準確度及可利用的加性遺傳標準差，並縮短世代間隔。

解題方法

依公式逐項說明可採取的育種措施：

1. 提高選拔強度 $i$ 在候選種畜中提高留種門檻，僅讓遺傳表現較佳的少數個體繁殖；也可增加候選個體數，使有更大的選拔空間。需兼顧有效族群大小，避免過度選拔造成近親繁殖與遺傳變異流失。

2. 提高選拔準確度 $r_{IA}$ 使用更可靠的遺傳評估資料，例如增加後裔、同胞或自身紀錄，採用多性狀資訊及適當的選拔指標；有基因體資料時，可運用基因體選拔提升早期估價準確度。

核心觀念

本題考查多性狀選拔的三種基本方法，以及同時選拔多個性狀時，個別性狀的選拔強度如何受影響。三種方法為：

1. 逐項選拔法（tandem selection）
2. 獨立淘汰水準法（independent culling levels）
3. 選拔指數法（selection index）

選拔強度 $i$ 是選拔差 $S$ 除以該性狀表型標準差 $\sigma_P$：

在單一性狀、常態分布且採截斷選拔時，選拔強度取決於選拔比例 $p$：選留比例愈低，$i$ 愈大。多性狀選拔時，個體須同時符合多項性狀的選拔要求，因此每一性狀能施加的選拔強度通常會受限。

解題方法：說明三種多性狀選拔法

一、逐項選拔法

每一世代先集中選拔一個性狀，達到預定目標後，再改選另一性狀，依序改善各性狀。

此法容易理解與執行，但選拔期間未直接對其他性狀施加選拔壓力；若性狀間有不利遺傳相關，先改善的性狀可能在後續選拔中退步。所需世代較多，整體效率通常較低。

二、獨立淘汰水準法

對每個性狀分別訂定最低合格標準，任何一項未達標的個體即淘汰；只有所有性狀都符合標準者才留種。

此法可同時管控多項性狀，適合其中某些性狀有不可低於的門檻時使用。缺點是各項標準的設定會影響留種比例；某一性狀不合格的個體，即使其他性狀表現很優秀，仍會被淘汰。

三、選拔指數法

將各性狀的觀測值、遺傳評估值或其他相關資訊，依適當權重加總為單一指數，再依指數高低選拔：

其中 $X_j$ 為第 $j$ 個性狀的資訊，$b_j$ 為其指數係數。係數的設定需考量性狀的遺傳變異、遺傳相關、資訊準確度及經濟重要性；實務上可用選拔指數將多項性狀整合成一個總合育種目標來排序。

核心觀念

本題考「選型配種」與「矯型配種」如何改變族群內個體的遺傳組成及表現型分布。兩者都屬於非隨機配種，重點在於配偶之間某性狀的相似或相異程度。

• 選型配種（assortative mating）：依個體在某性狀上的表現型相似程度安排配偶。相似者互配稱為正選型配種；相異者互配稱為負選型配種。
• 矯型配種（corrective mating）：依個體的優缺點互補安排配偶，使一方在某性狀上的缺點由另一方的優點補足。就被矯正的性狀而言，通常屬於負選型配種。

分析表現型變異時，可用下式掌握概念：

其中 $V_P$ 為表現型變異，$V_G$ 為遺傳變異，$V_E$ 為環境變異。配種方式主要改變遺傳組成及後代表現型分布；在環境條件相同下，不會直接改變環境變異。

解題方法

先辨認兩種配種在同一性狀上的親代關係，再分別說明對後代遺傳變異與表現型變異的影響。核心判斷為：相似者互配，後代性狀差異傾向擴大；相異者互配，後代性狀差異傾向縮小。

若以親代育種值表示，親代相似互配會使配偶育種值具有正相關；親代相異互配則使其呈負相關。後代育種值由雙親遺傳物質共同形成，因此配偶間育種值相關會影響後代遺傳變異的大小。

選型配種對變異的影響

正選型配種使相似表現型的個體互配，例如高產個體配高產個體、體型相近者互配。其主要影響如下：

1. 遺傳變異傾向增加：親代育種值呈正相關，後代群體中家系間差異擴大，數量性狀的加性遺傳變異通常增加。
2. 表現型變異傾向增加：後代較集中於不同親本組合所形成的家系群，各家系平均值之間差異較大，因而族群整體表現型變異通常增加。
3. 基因型比例改變：正選型配種可增加同型基因組合及相關基因組合的比例，但在沒有選拔、突變、遷移或遺傳漂變等因素時，配種本身不必然改變等位基因頻率。

負選型配種使表現型相異的個體互配。相較於正選型配種，其方向相反：

核心觀念

本題考查家畜育種學的五個基礎名詞，重點在於掌握各概念的定義、適用範圍，以及它們在育種與遺傳分析上的意義。

解題方法

逐項以「定義—作用或意義—例子或易混處」說明。名詞解釋不必延伸成長篇論述，但須清楚界定概念，並指出容易混淆之處。

（一）逢機配種（random mating）

**定義：**群體中個體交配時，不依某一性狀的表現型或基因型選擇配偶；在理想情況下，每一個體與群體內任何異性個體交配的機會相同。

**遺傳意義：**逢機配種本身不會改變等位基因頻率，但會影響基因型頻率。若群體同時符合大群體、無突變、無遷移、無選拔及無遺傳漂變等條件，基因型頻率可依哈溫平衡表示為：

其中 $p$、$q$ 為兩個等位基因的頻率，且 $p+q=1$。

**易混處：**逢機配種不表示不同個體的交配機會必然完全相同；若依體型、產乳量或其他性狀選配，即屬非逢機配種。

（二）遺傳標誌（genetic marker）

**定義：**可在基因組中辨識、且能以可靠方式判定其遺傳型態的 DNA 序列或遺傳變異。標誌本身可以是功能基因的一部分，也可以只是與目標基因或性狀相關聯的區域。

**育種用途：**可用來追蹤染色體區段的遺傳、估計親緣或遺傳多樣性、定位與性狀相關的基因，並協助標誌輔助選拔（marker-assisted selection）及基因組選拔。

**易混處：**遺傳標誌不一定就是造成性狀差異的基因。若標誌與目標基因緊密連鎖，便可作為追蹤目標遺傳區段的依據；連鎖愈緊密，重組造成追蹤錯誤的機會愈低。

（三）基因多效性（pleiotropy）

**定義：**單一基因影響兩種或兩種以上性狀的現象。

**育種意義：**同一基因對不同性狀可能有利也可能有害，因此選拔某一性狀時，也可能連帶改變其他性狀。例如某基因提高生長速度，卻同時影響繁殖或健康性狀，育種時須綜合評估其效應。

**易混處：**基因多效性是「一個基因影響多個性狀」；遺傳相關則是「兩個性狀的遺傳變異彼此相關」。多效性可造成性狀間的遺傳相關，但兩者不是同義詞。

（四）遺傳相關（genetic correlation）