110 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

本題比較兩種遺傳方式，並要求進一步說明育種與環境如何影響性狀表現。作答時可依序從「遺傳架構與表型分布」、「育種方法」、「環境作用」三個面向比較。

簡單遺傳性狀（simply-inherited traits）主要受一個或少數基因座控制，常呈孟德爾式分離與遺傳。其基因型通常可分為明確類別，表型也常呈離散型，例如有無角、毛色型、部分遺傳性疾病。

多基因遺傳性狀（polygenic traits）由許多基因座共同影響，各基因的效應通常較小且累加，常另有非加成作用。典型性狀如乳量、體重、產蛋數與生長速度，表型通常呈連續分布。

數量性狀可用下式表示：

其中 $P$ 為表型值、$G$ 為遺傳值、$E$ 為環境偏差。進一步將遺傳值分解，常寫為：

其中 $A$ 為加成效應、$D$ 為顯性效應、$I$ 為上位性效應。多基因性狀的選拔反應主要取決於加成遺傳變異；狹義遺傳率為：

$V_A$ 為加成遺傳變異，$V_P$ 為表型變異。

解題方法

先比較兩類性狀的遺傳基礎、表型型態、遺傳分析方式與環境敏感度；再依遺傳架構選擇育種策略。簡單遺傳性狀著重基因型辨識與基因傳遞，多基因性狀則著重估計個體遺傳價值、累積有利基因並控制環境差異。

簡單遺傳與多基因遺傳的異同

兩者並非絕對二分。簡單遺傳性狀也可能受修飾基因或環境影響；多基因性狀則可能因單一基因具有較大效應而出現特殊遺傳現象。

育種策略

一、簡單遺傳性狀

1. 先判定遺傳模式 蒐集家系與後代紀錄，判斷性狀由何種基因座控制、是否為顯性或隱性、是否與性別連鎖，並確認完全顯性或不完全顯性等遺傳關係。

2. 直接選拔目標基因型 若有利性狀由顯性等位基因控制，可選拔具有該性狀的個體；若性狀由隱性基因控制，表型正常的個體可能是帶因者，須透過後代檢定、家系資料或基因型檢測辨認。

3. 利用分子檢測及標記輔助選拔 已知致因突變或緊密連鎖標記時，可直接檢測基因型，及早辨認帶因者，降低不良隱性基因在族群中的頻率，或固定有利等位基因。

核心觀念

本題考查「非隨機交配」對後裔變異的影響，以及實務育種中的矯正配種。負向選型配種（negative assortative mating）是讓某性狀表現不同的公、母畜配對，使配偶在該性狀上的表型相關為負；例如體型偏大的公畜配體型偏小的母畜。

可用配偶表型相關表示配種方向：

• $r_m>0$：正向選型配種，表型相似者互配。
• $r_m<0$：負向選型配種，表型相異者互配。
• $r_m=0$：配偶表型相關為零，近似隨機交配。

性狀的表型值可表示為 $P=A+E$，其中 $A$ 為加性遺傳效應，$E$ 為環境效應。若配種性狀具有遺傳性，配偶表型相關會帶來配偶育種值相關；在未經強烈選拔的簡化情況下，可概略表示為：

其中 $h^2$ 為狹義遺傳率。負向選型配種使 $r_A$ 為負，因而改變後裔世代的遺傳共變與變異。

解題方法

依題目配分分成三部分作答：先說明負向選型配種的目的，再交代它如何改變後裔世代的遺傳與表型變異，最後說明「負向選型配種」與「矯正配種」的概念關係。作答時須分清楚：配種方式描述配偶如何配對；矯正配種描述育種者希望達成的改良目的。

一、採用負向選型配種的目的（5 分）

負向選型配種使某性狀表現較差或偏離目標的個體，與該性狀表現較佳或朝相反方向的個體交配。主要目的如下：

1. 修正個體缺點：例如乳牛某體型性狀不足，配以該性狀表現良好的種公牛，期望降低後裔出現同一缺點的程度。
2. 使性狀趨近適宜中間值：有些性狀不是愈大愈好或愈小愈好，而有適當的中間範圍；將過高與過低者配對，可減少後裔偏離目標值的比例。
3. 降低族群個體間的性狀差異：若產品品質或生產管理重視均一性，例如纖維細度一致，配種時可用性狀表現相反的配偶來縮小後裔在該性狀上的差異。
4. 在淘汰能力有限時補足缺點：當育種者無法淘汰所有未達標個體，可將其配給該性狀表現較佳的配偶，以降低缺點延續到後裔的程度。

負向配種的目的在於修正特定性狀或降低其變異，不能據此推定所有性狀都會改善；配種前仍須考量多性狀的育種目標與遺傳相關。

二、對後裔世代族群遺傳與表型變異的影響（10 分）

1. 遺傳變異

負向選型配種使表型相異的親本配對。若其表型差異反映了育種值差異，親本育種值間會呈負相關，後裔因此較少同時承接使性狀朝同一極端變動的親本遺傳組合。就被配種的性狀而言，這通常會使後裔族群的加性遺傳變異下降，負向配種越強、性狀遺傳率越高，影響通常越明顯。

核心觀念

本題考查動物表型表現中，遺傳效應與永久環境效應如何共同影響個體的生產表現，以及育種者如何據此選留與淘汰。

個體的基因型值可分解為加性、顯性與上位性遺傳效應：

其中 $A$ 為加性遺傳效應，$D$ 為顯性效應，$I$ 為上位性效應。基因型值是個體基因型在特定群體與環境條件下的遺傳表現；育種價則是其中可透過親代傳給後代的加性遺傳部分。

單次生產紀錄可表示為：

其中 $\mu$ 為群體平均，$PE$ 為永久環境效應，$TE$ 為暫時環境效應。實際分析時，亦須校正年齡、胎次、性別、季節及場區等固定環境因素。

解題方法：由單次表現推至重複生產能力

1. 基因型值（genotypic value） 是個體基因型所造成的總遺傳效果，即 $G=A+D+I$。它描述個體本身的遺傳表現，但各部分傳給子代的方式不同。

2. 育種價（breeding value, BV） 是個體所帶有的加性遺傳效應總和，通常以 $A$ 表示。它反映個體與群體平均相比，對其子代平均表現所能造成的遺傳貢獻。配種時，親代育種價平均分配給子代，因此育種價是親代選擇最重要的遺傳依據。

育種價通常無法直接觀察，須由自身紀錄、親屬紀錄及後裔紀錄估計，所得估計值稱為估計育種價（EBV）。

3. 永久環境效應（permanent environmental effect, PE） 是持續影響同一個體多次生產紀錄的非遺傳環境效果，例如早期營養、乳房或器官的長期損傷，以及長期飼養條件造成的個體差異。它會影響個體往後的表現，但不會遺傳給後代。

這與暫時環境效應不同：暫時環境效應只影響某一次紀錄，例如當次疾病或短期飼養變動。

4. 生產能力（producing ability, PA） 是個體在往後各次生產中，可預期持續表現的能力，包含可遺傳的育種價與個體的永久環境效應：

$\text{PA}=A+PE$

若以含群體平均的預測表現表示，則為 $\mu+A+PE$。因此，生產能力可用來預測個體自身未來的表現；但其中只有 $A$ 能遺傳，$PE$ 不會傳給子代。

整體關係可整理如下：

核心觀念

本題考查基因頻率、逢機配種下的基因型頻率，以及條件機率。黑色等位基因以 $B$ 表示，紅色等位基因以 $b$ 表示；$BB$、$Bb$ 為黑色，$bb$ 為紅色。純種黑牛的基因型為 $BB$，純種紅牛的基因型為 $bb$。

解題方法

（一）牛群中的 $B$ 基因頻率

共有 $110$ 頭牛，每頭牛有 $2$ 個等位基因，因此全群共有 $220$ 個等位基因。安格斯牛共 $22$ 頭，且均為 $BB$，提供 $44$ 個 $B$；海福牛共 $88$ 頭，且均為 $bb$，不帶有 $B$。

因此，$B$ 的頻率為 $0.20$；相對地，$b$ 的頻率為 $q=1-0.20=0.80$。

（二）逢機配種的後裔仔牛

1. 以普氏方格估計基因型頻率

公牛與母牛的基因組成相同：公牛為 $8$ 頭 $bb$、$2$ 頭 $BB$；母牛為 $80$ 頭 $bb$、$20$ 頭 $BB$。因此，兩性中配子的等位基因比例皆為：

配子結合的普氏方格如下：

合併兩種 $Bb$ 結合方式後：