109 專技高考高等考試 畜牧技師 家畜育種學 考古題詳解

核心觀念

本題考查配種親緣程度如何改變族群的基因型與生產表現。

• 近親配種（inbreeding）：親緣關係較近的個體互相交配。其遺傳效果是提高子代的同型合子率，使族群內的遺傳差異減少；它不會直接增加有利等位基因的頻率。
• 遠親配種（outbreeding）：親緣關係較遠，或來自不同品種、品系的個體互相交配。其遺傳效果通常是提高子代的異型合子率，並可能產生雜種優勢。

子代近交係數 $F$，等於雙親之間的親緣係數；$F$ 表示子代在某一基因座上，兩個等位基因同祖來源的機率。若沒有選擇、突變、遷移等因素，近親配種本身不會改變等位基因頻率，只會改變基因型頻率。

解題方法

依「近親配種的用途與代價」回答第一小題，再以「遠親配種的互補與雜種優勢」回答第二小題。第三小題則套用養豬業常見的兩階段架構：核心種豬群進行品種或品系選育，商業肉豬群透過品種間雜交生產商品豬。

（一）選擇近親配種的理由

1. 提高同型合子率，固定有利基因 近親交配增加同型合子，若配合嚴格選拔，可使目標性狀相關基因逐漸固定，建立性狀較一致的品系。

2. 建立遺傳較穩定的純系或品系 對具有特定育種目標的族群，近親配種可提高後代表現的一致性，使其較適合作為純系選育或配種試驗的材料。

3. 顯露隱性基因，便於檢出不良基因 有害隱性等位基因在同型合子時較容易表現。適度近親配種可能讓潛在遺傳缺陷顯現，再配合淘汰與家系紀錄，降低不良基因留在種群中的機會。

4. 評估個體的遺傳價值 近交後代可作為檢定材料，協助判斷親代是否帶有不良隱性基因，或評估其家系在特定性狀上的遺傳表現。

5. 維持優良家系或種原 當優良個體數量有限，或需要保存具有特定性狀的種原時，可透過受控配種維持其家系；仍須兼顧近交程度與遺傳缺陷風險。

**重要限制：**近親配種也會提高有害隱性基因純合的機率，並可能造成近交衰退，例如繁殖力、仔畜存活率、生長勢或整體適存力下降。因此，近親配種是管理族群的工具，不等於近親程度愈高愈好。

（二）選擇遠親配種的理由

核心觀念

本題考查單一基因座的哈溫平衡，以及如何由顯性表現型與隱性表現型的族群比例推算等位基因頻率。

令 $W$ 的基因頻率為 $p$，$w$ 的基因頻率為 $q$，則：

在哈溫平衡下，基因型頻率為：

因為 $W$ 對 $w$ 完全顯性，具有白色肩帶的豬包括 $WW$ 與 $Ww$；全黑色豬只會是隱性同型合子 $ww$。因此，可由全黑豬的比例直接求得 $q^2$。

解題方法與計算

全黑色豬有 160 隻，占全群 1,000 隻的比例為：

因此：

所以 $w$ 基因頻率為 $0.4$。由 $p+q=1$：

故 $W$ 基因頻率為 $0.6$，$w$ 基因頻率為 $0.4$。這裡不能把白色肩帶豬的比例 $0.84$ 直接當成 $W$ 的基因頻率，因為白色肩帶表現型同時包含 $WW$ 與 $Ww$。

哈溫平衡在畜群遺傳管理上的重要性

核心觀念

本題考查遺傳力（heritability）的兩種定義，以及遺傳力如何協助育種者預測選拔效果。遺傳力是特定族群、特定性狀及特定環境下，表型變異中可歸因於遺傳差異的比例，不是某個個體性狀有多少百分比由基因決定。

表型值的變異可概括表示為：

其中 $V_P$ 為表型變異、$V_G$ 為遺傳變異、$V_E$ 為環境變異。遺傳變異又可分為加性、顯性及上位性遺傳變異：

$V_A$ 為加性遺傳變異，$V_D$ 為顯性遺傳變異，$V_I$ 為上位性遺傳變異。

廣義與狹義遺傳力

廣義遺傳力（broad-sense heritability）以總遺傳變異占表型變異的比例表示：

它涵蓋加性、顯性及上位性等遺傳效應，反映該族群表型差異中有多少可歸因於整體遺傳差異。

狹義遺傳力（narrow-sense heritability）以加性遺傳變異占表型變異的比例表示：

它只計入加性遺傳變異。由於加性效應較能透過親代傳給後代，狹義遺傳力通常是預測選拔反應及規劃家畜選拔時最常用的遺傳力指標。

解題方法與育種上的重要性

作答時先寫出兩種遺傳力的分子差異：廣義遺傳力以總遺傳變異 $V_G$ 為分子；狹義遺傳力以加性遺傳變異 $V_A$ 為分子。兩者的分母均為表型變異 $V_P$。接著用狹義遺傳力說明選拔效果，核心公式為育種者方程式：

其中 $R$ 為選拔反應，$S$ 為選拔差（被選留親畜的平均表型值與原族群平均值之差），$h^2$ 為狹義遺傳力。此式表示在其他條件相同時，$h^2$ 越高，親代選拔差傳遞到後代的預期效果越大。

遺傳力在育種上的重要性如下：

核心觀念

重複勢（repeatability，記為 $r$）是同一個體在不同次測定中，性狀表現值的相關程度，也可解釋為表型變異中由個體間永久差異所占的比例。以蛋重為例，若同一隻雞在不同產蛋期的蛋重表現相近，重複勢便較高。

重複勢的公式為：

其中 $\sigma^2_P$ 為表型變異；$\sigma^2_A$、$\sigma^2_D$、$\sigma^2_I$ 分別為加性、顯性及上位基因變異；$\sigma^2_{PE}$ 為永久環境變異。分母另包括不同測定次數間不持續的暫時環境變異，因此重複勢也可表示為「永久個體差異變異 ÷ 總表型變異」。

解題方法

本題先辨明重複勢是同一個體多次表現的相關性，再檢查雞場估計值偏低的原因。重複勢低於教科書數值，不一定代表雞場管理不佳；品種或族群、測量方法、產蛋期範圍及環境條件，都會影響估計結果。要提高估計值，應先改善資料品質與比較條件，再降低暫時環境及測量誤差造成的變異。

（一）何謂重複勢？（5 分）

重複勢是同一個體同一性狀在不同時間或不同次測定所得表型值之間的相關程度。統計上，它等於表型變異中由遺傳效應及永久環境效應所造成的比例：

例如蛋重的重複勢為 $0.5$，表示同一隻雞不同次蛋重表現具有中度一致性；這不表示每顆蛋有一半重量由遺傳決定，也不等同於遺傳率。

（二）如何提高雞場蛋重的重複勢？（15 分）

重複勢是族群與測量條件下的變異比值，並非只靠單一管理措施就能固定提高。提高場內估計值的重點，是讓同一雞隻的蛋重記錄更可比較，並減少不同測定期間的暫時性變異與誤差。

1. 確認資料與測量流程一致 使用校正過的秤，固定稱重精度、去除破損或異常蛋的規則、記錄單位及資料輸入方式。避免秤具偏差、漏記、抄錄錯誤或不同人員採用不同標準，造成測量誤差。

核心觀念

本題考查以基因座雜合性估算品種間雜交優勢。題目已假設雜交優勢與 $R$ 基因座的雜合性成比例，因此比較各品種組合的預期雜合子比例即可；比例最高者，預期雜交優勢最大。

解題方法

兩個純品種在 $R$ 基因座的等位基因頻率分別為 $p_1$、$q_1$ 與 $p_2$、$q_2$，其中 $p$ 代表 $R$ 頻率，$q$ 代表 $r$ 頻率。兩品種交配後，子代為雜合子 $Rr$ 的機率為：

兩項分別代表一方提供 $R$、另一方提供 $r$，以及一方提供 $r$、另一方提供 $R$ 的機率。

（一）比較三種品種組合

A × B：

A × C：

B × C：

因此，雜合性由高至低為 $A \times B$（$0.58$）、$A \times C$（$0.56$）、$B \times C$（$0.26$）。在題目假設下，A × B 組合預期具有最大的雜交優勢。

（二）產生雜交優勢的遺傳理論基礎

雜交優勢的意義

雜交優勢（heterosis）是指雜交後代在生長、繁殖、存活或生產性能等性狀上，表現優於親本平均值或較優親本的現象。其遺傳基礎主要可由顯性、超顯性與上位作用等理論說明。

1. 顯性假說