113 高普考高考二級 園藝 園藝作物育種學與園藝作物生理學 考古題詳解

核心觀念

無融合生殖（apomixis）是植物在形成種子的過程中，胚不經正常減數分裂與受精而形成的生殖方式；廣義上也常稱為無配子生殖（agamospermy）。典型情形下，後代胚保有母株的基因型，可視為由種子繁殖的克隆。

答題時要把兩個步驟分開看：胚囊是否經減數分裂形成，以及胚是否需要受精。無融合生殖的胚不需要受精；但胚乳有時仍須由精核參與形成，這稱為假受精（pseudogamy），不會改變胚本身是無融合形成的判定。

類型

依胚囊與胚的來源，主要分為以下類型：

1. 配子體型無融合生殖（gametophytic apomixis）：先形成未減數的胚囊，再由未受精的卵細胞發育成胚。

• 二倍孢子生殖（diplospory）：胚囊母細胞的減數分裂被抑制或改變，形成未減數胚囊。
• 無孢子生殖（apospory）：珠心等胚珠體細胞直接形成未減數胚囊。
• 胚由未受精卵細胞發育稱為孤雌生殖（parthenogenesis）；若胚由胚囊中的助細胞或反足細胞等發育，則稱為無配子生殖（apogamy）。

2. 孢子體型無融合生殖（sporophytic apomixis）：珠心或珠被等胚珠體細胞直接發育成胚，稱為不定胚生殖（adventitious embryony）。柑橘、芒果等可見此類現象，常伴隨多胚性。

解題方法

先用「不經正常有性生殖而形成種子胚」定義無融合生殖，再按胚的發育來源分類：胚若來自未減數胚囊，屬配子體型；若直接來自胚珠體細胞，屬孢子體型。最後從育種上分別說明其對優良基因型固定與繁殖的助益，以及對遺傳變異和新品種選拔的限制。

園藝育種的應用與優點

核心觀念

本題考查的是市場導向育種：先掌握美國、加拿大盆花消費者購買蝴蝶蘭的情境與偏好，再把市場需求轉換成可選拔、可量產、可運銷的性狀目標。育種目標不能只追求花朵新奇或單一性狀，還要兼顧觀賞價值、消費者栽培便利性，以及生產與外銷的穩定性。

蝴蝶蘭是重要的室內盆花與贈禮花卉，消費者購買時通常重視花色、花形、花序與盆花整體外觀；作為盆花，花期長、栽培容易、植株整齊，也能提高商品吸引力。美國與加拿大市場並非完全一致，仍須透過通路與消費者調查，區分大型量販通路、花店及園藝專門通路的需求。

解題方法

作答可依「市場特性 → 育種目標 → 育種策略」三段推論：

1. 從消費情境整理市場重視的性狀，例如贈禮需求、觀花時間、居家擺設及照護便利性。
2. 將這些需求轉成育種性狀，例如花期長、花序整齊、植株適合運輸與陳列、花色多樣。
3. 配合蝴蝶蘭的育種與量產特性，提出雜交選拔、親本利用、性狀評估及組織培養繁殖等策略。

市場偏好是育種方向的依據，不是單一固定規格；育種者應以目標客群與銷售通路分群，避免只用一種花型或花色滿足所有市場。

市場消費特性與育種目標

1. 贈禮與室內觀賞需求

美國、加拿大消費者常將蝴蝶蘭作為生日、節慶或居家裝飾用途。盆花的價值不只在花朵本身，也包括植株是否有良好整體比例、花梗是否挺立、花朵排列是否醒目，以及能否在室內維持觀賞效果。

育種目標：

• 花朵大而圓整，花瓣厚實、花形穩定，花梗挺立或弧度優美。
• 花序排列整齊，花朵數適中且分布均勻；大型花型強調花朵醒目，小型花型可強調多花與分枝性。
• 植株比例協調、葉片健康，盆面陳列時具有完整觀賞性。
• 建立白、粉、紫紅等穩定商品色系，並兼顧斑點、條紋、雙色等新穎花色，形成不同價格與通路的產品層次。

2. 花期長、觀賞持久

盆花消費者重視購買後可觀賞的時間。蝴蝶蘭本身具有較長的花期，育種上應持續選拔花朵不易萎凋、花被耐久、花色不易褪變的品系，以維持商品價值。

育種目標：

• 延長單花壽命及整體開花觀賞期。
• 花朵開放整齊、花期集中，降低零星開花或花朵提早凋謝的情形。
• 花色穩定，減少運輸、陳列或室內環境變化造成的褪色與品質落差。

3. 照護簡便與居家適應性

蝴蝶蘭的主要消費者不全是專業栽培者，因此栽培門檻及居家環境適應性會影響購買意願與後續評價。

育種目標：

• 選拔生長勢強、根系健全、葉片品質佳且對一般室內環境適應性較好的品系。
• 提高抽梗與開花的一致性，降低不同批次間的開花時間及株型差異。
• 強化對常見病害及逆境的耐受性，減少栽培損耗。
• 兼顧再次開花能力，使植株在花期結束後仍具有持續栽培價值。

4. 通路陳列、運輸與商品規格需求

量販通路重視規格一致、供貨穩定及方便陳列；花店與專門通路則可接受較具特色、花色或花型新穎的產品。出口盆花還須兼顧包裝、運輸和抵達後的品質。

育種目標：

核心觀念

泌液（guttation）是植物在蒸散作用很弱、根部吸水仍持續且根壓較高時，液態木質部汁液經由葉尖、葉緣或葉面上的水孔（hydathodes）排出，形成水滴的現象。常見於夜間或清晨、土壤水分充足且空氣濕度高時，禾本科等草本植物較容易觀察到。

泌液的驅動力主要是根壓；水孔與一般氣孔不同，通常不能開閉調節。泌液排出的是含有溶解物質的液體，不同於蒸散作用以水蒸氣散失水分。

解題方法

作答時依「發生條件與機制 → 作物生理上的效益 → 可能的不利影響」說明。先交代低蒸散與根壓造成液態汁液外排，再分別從水分與溶質平衡、病害和葉片傷害等角度評析。

優點

• **排出多餘水分：**土壤水分充足、根部吸水旺盛而蒸散低時，泌液可排出部分水分，減輕葉片組織內水分累積。
• **帶出部分溶質：**泌液是木質部汁液，除水外也含有溶解的無機離子及其他物質，因此可使部分溶質隨液體排出。

核心觀念

本題考兩件事：CAM 植物如何配合日夜節律固定二氧化碳，以及蝴蝶蘭催花時把明暗週期顛倒，如何干擾這套節律。蝴蝶蘭主要行 CAM 光合作用，但不同 CAM 階段的比例會受環境影響。

CAM 的特色是以時間分隔二氧化碳的初步固定與卡爾文循環。典型 CAM 植物夜間開氣孔，吸收二氧化碳；白天關閉或減少氣孔開啟，以降低蒸散失水。這與 C₄ 植物以不同細胞分隔反應不同。

解題方法

先依光期、暗期說明 CAM 的碳固定流程，再把蝴蝶蘭的正常光暗節律與日夜顛倒後的環境訊號對照，說明氣孔、酵素活性、代謝物累積與碳利用為何會不同步。

典型 CAM 可分為四個階段：

1. 夜間第一階段：氣孔開啟，二氧化碳進入葉片，經碳酸酐酶轉為碳酸氫根，再由磷酸烯醇丙酮酸羧化酶（PEPC）固定，形成草醯乙酸，進一步還原為蘋果酸，儲存於液胞中。夜間有機酸累積，使葉片酸度上升。

$\mathrm{CO_2 + PEP \xrightarrow{PEPC} OAA \rightarrow malate}$

2. 白天第二階段：光照開始後，氣孔可短暫維持開啟，葉片同時吸收外界二氧化碳並利用前夜儲存的蘋果酸。

3. 白天第三階段：氣孔關閉，液胞中的蘋果酸釋出並脫羧，釋出的二氧化碳由 Rubisco 固定，進入卡爾文循環合成醣類。此時葉片有機酸含量下降。

4. 夜間第四階段：蘋果酸大致耗盡，若氣孔仍關閉，二氧化碳固定暫停；待下一夜再進入夜間吸收與固定週期。

CAM 的優勢是夜間較涼、空氣蒸散需求較低時開氣孔，能提高水分利用效率；代價是受液胞儲存容量及代謝速率限制，碳固定量通常較低。

日夜顛倒造成的光合作用生理紊亂