110 高普考高考三級 動物技術 動物育種學 考古題詳解

核心觀念

本題考查經濟動物育種的金字塔式繁殖與遺傳改良體系，以及兩種遺傳價值在不同層級的用途：

• 育種價（breeding value）：個體可透過基因傳給後代的加性遺傳價值，常用來評估個體作為種畜的改良能力。
• 基因組合值（genotypic combination value）：特定品系或親本配對後，後代所呈現的整體遺傳表現，包含加性效果與顯性、上位等非加性效果；可反映配種組合能否充分利用雜種優勢。

金字塔由上而下，動物數量逐層增加；上層進行遺傳改良，下層將改良成果擴大到商業生產。

解題方法

先依後代用途排列三種動物群：Grandparent 產生 Parent，Parent 再產生 Commercial。由此判斷各層的主要功能，再說明價值評估重點：育種價著重個體傳遞遺傳進展的能力；基因組合值著重親本配對後產生理想商業後代的能力。

金字塔位置與動物群功能

由上而下的排列如下：

1. Grandparent stocks（祖代種畜）：位於金字塔上層，生產 parent stocks。祖代種畜可由純系或不同品系配種而來，實際配置依產業育種方案而定。
2. Parent stocks（父母代種畜）：位於祖代之下，生產 commercial stocks。
3. Commercial stocks（商業代動物）：位於金字塔底層，數量最大，直接用於肉、蛋、乳等商業生產。

簡化流程為：

$$\text{Grandparent stocks} \longrightarrow \text{Parent stocks} \longrightarrow \text{Commercial stocks}$$

部分育種體系在祖代之上還有純系或曾祖代等層級；本題所列三者仍依上述順序判斷。

育種價與基因組合值的重要性

核心觀念

遺傳率是描述某一特定族群、特定環境下，性狀表型變異中有多少比例可歸因於遺傳差異的統計量。它不是個體性狀由遺傳決定的百分比，也不是跨族群、跨環境固定不變的常數。

廣義遺傳率以總遺傳變異為基礎：

$$H^2=\frac{V_G}{V_P} =\frac{V_A+V_D+V_I}{V_P}$$

其中 $V_G$ 為總遺傳變異，$V_A$ 為加性遺傳變異，$V_D$ 為顯性變異，$V_I$ 為上位作用變異；$V_P$ 為表型變異。

育種選拔通常更重視狹義遺傳率：

$$h^2=\frac{V_A}{V_P}$$

加性遺傳效應可由親代傳給子代，是預測選拔反應的重要依據。若以表型選拔為例，性狀的預期遺傳進展可用下式表示：

$$R=h^2S$$

其中 $R$ 為選拔反應，$S$ 為選拔差。

解題方法與估計所需資料

本題要從「如何分解表型變異」切入：估計遺傳率，必須掌握性狀的表型變異，並能利用親緣或遺傳評估方法估計其中的遺傳變異。

所需資料包括：

1. 性狀表型紀錄：對群體中足夠數量的個體，以一致方式測量目標數量性狀，例如體重、產乳量或產蛋量。紀錄應包含測量單位、時間及方法。
2. 個體身分與親緣資料：包括個體編號、父母及其他可用親屬關係，用以辨識親屬間的相似程度，進而估計遺傳變異。若採近親間迴歸或半同胞、全同胞分析，需有相應的親屬表型資料。
3. 環境與管理資料：如性別、年齡、胎次、出生季節、場別、飼養條件及疾病紀錄。這些因素會影響表型，須予以控制、校正或納入統計模型，避免把環境差異誤估為遺傳差異。
4. 足以估計變異的群體結構與樣本數：須有足夠個體及適當的親屬分布，使遺傳變異與環境變異能被可靠區分。資料也應涵蓋具有代表性的族群與飼養條件。

核心觀念

本題考查系譜中的近親係數 $F$ 與萊特氏親屬關係係數 $R$。近親係數表示個體一對等位基因因共同祖先而同祖同源的機率；親屬關係係數表示兩個個體間的遺傳關係程度。

已知編號 1、2、3 彼此非近親，因此創始個體的近親係數均為 $0$，且彼此的親屬關係係數為 $0$。計算時使用以下公式：

$$F_{\text{子代}}=\frac{1}{2}R_{\text{父母}}$$

若個體 $X$、$Y$ 的父母分別為 $S_X,D_X$ 與 $S_Y,D_Y$，親屬關係係數可依系譜遞迴計算：

$$R_{XY}=\frac{R_{S_XY}+R_{D_XY}}{2}$$

同一個體的自我親屬關係係數為：

$$R_{XX}=1+F_X$$

解題方法

先算編號 4、5、6 的近親係數，再利用系譜遞迴求出相關個體間的 $R$，最後代入各子代公式。編號 5 與 6 是同父同母的全同胞；編號 7 與 8 則共同具有編號 6 為父親。

（一）動物編號 7 的近親係數

編號 4 是編號 1 與 2 的子代，因 1、2 非近親，故 $F_4=0$。編號 5 與 6 的父母均為編號 1、4，因此：

$$R_{14}=\frac{R_{11}+R_{21}}{2} =\frac{1+0}{2} =\frac{1}{2}$$ $$F_5=F_6=\frac{1}{2}R_{14} =\frac{1}{4}$$

求編號 5 與 6 的親屬關係係數：

$$R_{16}=\frac{R_{11}+R_{41}}{2} =\frac{1+\frac12}{2} =\frac34$$ $$R_{46}=\frac{R_{41}+R_{44}}{2} =\frac{\frac12+1}{2} =\frac34$$ $$R_{56}=\frac{R_{16}+R_{46}}{2} =\frac{\frac34+\frac34}{2} =\frac34$$

編號 7 的父母為 6、5，因此：

$$F_7=\frac12 R_{56} =\frac12\times\frac34 =\boxed{\frac38=0.375}$$

（二）動物編號 9 的近親係數

核心觀念

雜種優勢（heterosis）是指雜交後代在某項性狀上的表現，優於其親本品種平均值。以性狀數值愈高代表表現愈好的情況為例：

$$\text{雜種優勢} = F_1 \text{平均值} - \frac{\text{父本品種平均值}+\text{母本品種平均值}}{2}$$

本題要區分的是雜種優勢由哪一方的雜交基因型表現，以及它作用於哪一階段：

• 個體雜種優勢（individual hybrid vigor）：雜交後代本身因具有異質基因組合而表現出的優勢，例如生長、成活或飼料利用性改善。
• 母方雜種優勢（maternal hybrid vigor）：雜交母豬因自身為雜交個體，母性能力或繁殖表現較佳，進而使所生、所哺育的仔畜受益，例如受胎率、產仔數、泌乳或仔畜育成率提高。受益的仔畜不必是雜交個體。
• 父方雜種優勢（paternal hybrid vigor）：雜交公畜因自身為雜交個體，雄性繁殖能力或配種表現較佳，例如性慾、精液品質或受胎能力提高，進而使配種繁殖效率改善。

要特別分清楚：雜交仔畜本身的生長優勢是個體雜種優勢；雜交母豬的母性表現是母方雜種優勢；雜交公豬的雄性繁殖表現是父方雜種優勢。

解題方法

先判斷題目描述的優勢表現在哪個個體、作用在哪個環節，再套用臺灣肉用豬的典型三品種雜交模式：

1. 母系繁殖群以具良好繁殖性能的品種雜交，利用雜交母豬生產並哺育仔豬，發揮母方雜種優勢。
2. 商品豬生產以杜洛克等終端父系公豬配種，商品仔豬具有不同品種來源的基因組合，利用個體雜種優勢。

核心觀念

本題考查「性別控制」如何配合人工授精與選拔，改變畜群的性別組成，並比較家畜與家禽使用選性精液的可行性。

哺乳類的卵子通常帶有 $X$ 染色體；精子則分為帶 $X$ 或帶 $Y$ 染色體兩類。$X$ 精子與卵子受精，子代為雌性（$XX$）；$Y$ 精子與卵子受精，子代為雄性（$XY$）。因此，若能分離並使用富集 $X$ 或 $Y$ 染色體的精子，就能提高子代為特定性別的比例。

選性精液不是百分之百純化的單一性別精子，通常是將精液中的 $X$ 或 $Y$ 精子比例提高。常用的精子分選方式是流式細胞儀：以螢光染劑標記精子 DNA，利用 $X$ 精子與 $Y$ 精子 DNA 含量的差異，辨識並分選兩群精子。

解題方法

先從染色體決定性別的機制判斷精液分選是否適用，再比較家畜與家禽的生殖生理：

1. 家畜多屬哺乳類：精子攜帶決定子代性別的 $X$ 或 $Y$ 染色體。分選後的選性精液可用於人工授精，讓特定性別子代比例提高。
2. 家禽的生理與哺乳類不同：鳥類為雌性異配（ZW）、雄性同配（ZZ）。卵子帶 $Z$ 或 $W$ 染色體，精子則都帶 $Z$ 染色體；子代性別由卵子提供的性染色體決定。因此，家禽不能照搬哺乳類的方式，靠分選 $X$、$Y$ 精子來控制子代性別。

性別控制在動物育種上的效應

• 配合生產目標配置性別：乳牛產業可提高母犢比例，以增加未來泌乳牛群的候補母牛；肉牛或特定肉用生產則可依生產制度與市場需求調整公、母畜比例。