112 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

本題考查數量性狀的遺傳組成，以及依個體表現型或育種價進行選拔時的準確度與實務差異。

數量性狀通常受許多基因及環境共同影響。個體的表現型值（phenotypic value，$P$）是實際觀察到的性狀表現，可概分為遺傳值與環境偏差：

其中 $G$ 為遺傳值，$E$ 為環境偏差。進一步分解遺傳值：

$A$ 為加性遺傳值，又稱育種價（breeding value）；$D$ 為顯性偏差；$I$ 為上位性偏差。因此：

育種價代表個體透過配子傳給後代的加性遺傳效果，是預測後代平均遺傳表現與制定選拔決策的重要依據。個體表現型則是該個體遺傳組成與環境共同作用後的實際結果，並不等於其育種價。

解題方法

作答時先區分兩個量的性質：表現型值是「觀察到的總表現」，育種價是「可傳遞的加性遺傳部分」。再比較兩種選拔依據：表現型選拔直接依個體自身表現挑選；育種價選拔則依個體育種價的估計值排序，估計可來自自身、親屬或後代紀錄等資訊。

表現型值與育種價的相關程度，會受加性遺傳率影響。若以表現型直接選拔，選拔差為 $S$，預期遺傳進展可寫為：

其中 $h^2$ 為狹義遺傳率。育種價估計值的選拔反應則取決於估計準確度；在常見的育種值選拔架構下：

其中 $i$ 為選拔強度，$r_{IA}$ 為估計育種價與真實育種價的準確度，$\sigma_A$ 為加性遺傳標準差。育種價選拔的優勢，取決於估計是否準確，以及取得紀錄的成本與所需時間。

表現型選拔與育種價選拔比較

核心觀念

近親衰退是指親緣關係較近的個體交配後，後代在繁殖、存活或生產表現等性狀上，平均值下降的現象。近親交配不會創造新的有害基因，主要是增加個體基因的同型合子率，使原本被顯性正常等位基因遮蔽的隱性有害等位基因更容易成為同型合子並表現出來。

近交係數 $F$ 表示個體在某一基因座上，兩個等位基因源自同一祖先基因、屬於同祖同型的機率。近交會使異型合子比例下降，常以 $H_F=(1-F)H_0$ 表示；其中 $H_0$ 為未近交族群的異型合子比例，$H_F$ 為近交後的比例。

解題方法：先辨認容易受影響的性狀

近親衰退最容易顯現在以下兩大類性狀：

1. 繁殖性狀：例如受胎率、產仔數、精液品質、孵化率及幼畜成活率。
2. 生存與適應性狀：例如胚胎存活、幼畜存活、生長活力、抗病力及壽命。

這兩類性狀都與個體適存度密切相關。許多影響繁殖力或存活力的有害等位基因具有隱性或部分隱性效應；族群平時可由異型合子攜帶而不明顯表現，近親交配提高同型合子機率後，這些有害效應便更容易顯現。此外，繁殖與存活涉及多個生理系統，整體適存度也容易受到有利異型合子效應降低的影響。

生產、生長或體型等性狀也可能受到近親衰退影響，但程度會因性狀、族群及選拔方向而異；答題時應先點明繁殖與生存適存度性狀通常最敏感。

純品系育種為何仍需有限度近親配種？

純品系育種的目標之一，是建立遺傳組成較一致、性狀較穩定的品系。有限度近親配種有以下用途：

核心觀念

本題重點在比較兩種利用 DNA 標記資訊進行選拔的方法：標幟輔助選拔（Marker Assisted Selection, MAS），以及基因體選拔（Genomic Selection, GS）。兩者都將基因型資訊納入育種決策，但利用標記的方式與預測遺傳價值的範圍不同。

• MAS：先找出與特定性狀基因或數量性狀基因座（QTL）連鎖的標記，再依個體是否帶有有利等位基因或單倍型進行選拔。它主要用來追蹤已知的大效應基因或 QTL。
• GS：利用遍布全基因組的大量 SNP 標記，建立參考族群的基因型與表型資料，估計各標記的效應，再將估計效應套用至候選個體，預測其基因體估計育種價值（Genomic Estimated Breeding Value, GEBV）。它以全基因組標記共同捕捉許多未知或微效 QTL 的遺傳效果。

兩者差別可簡述為：MAS 追蹤少數已知的有利基因或 QTL；GS 則以全基因組標記聯合預測個體的整體加性遺傳價值。

實際操作差異

GS 的典型操作流程如下：

1. 建立具代表性的參考族群，取得個體的表型、血統及全基因組標記資料。
2. 使用參考族群估計各標記效應，並建立基因體預測模型。
3. 對新一代候選個體進行基因分型。
4. 依標記基因型與估計效應計算 GEBV。
5. 根據 GEBV 及育種目標選拔種畜，並持續更新參考族群與預測模型。

其概念可表示為：

其中，$x_{ij}$ 是個體 $i$ 在第 $j$ 個標記的基因型編碼，$\widehat{\beta}_j$ 是由參考族群估計的標記效應，$m$ 是納入分析的標記數。實務上也可用混合模型直接估計個體的基因體育種價值。

優缺點比較

標幟輔助選拔（MAS）

優點

1. 適合選拔已知的大效應基因：若目標基因或 QTL 效應大且標記與其緊密連鎖，利用標記選拔可有效提高有利等位基因的頻率。
2. 可在表型表現前選拔：例如性成熟較晚、屠宰後才能測得，或須在特定環境下才表現的性狀，可先依基因型挑選候選個體。
3. 可用於隱性不良基因管理：即使帶因者沒有明顯表型，也能透過標記辨識帶因個體，規劃配種以降低有害等位基因傳遞。
4. 分析與解釋較直接：只需針對特定基因或少數標記分型，判讀與育種決策相對簡單。

缺點

核心觀念

本題考的是雜交優勢（heterosis）在三品種終端雜交制度中的運用，以及各品種在配種體系中的功能分工。圖示為：

其中，$L$ 為藍瑞斯、$Y$ 為約克夏、$D$ 為杜洛克。藍瑞斯與約克夏先雜交，生產作為繁殖母豬的 $LY$ 女豬；再以杜洛克公豬配種，生產三品種雜交肉豬。

雜交優勢是雜交後代的表現超過親本平均表現的現象，常以親本平均值為基準表示：

需區分兩種效果：

• 個體雜交優勢：雜交個體本身因基因型而有較佳表現。
• 母性雜交優勢：雜交母豬因繁殖、泌乳及母性能力較佳，間接改善其所產仔豬的數量或成長。

解題方法：依配種階段判斷性狀

第一階段：$L\times Y$，生產 $LY$ 繁殖母豬

此階段的重點是建立具雜交優勢的母系母豬。藍瑞斯與約克夏的雜交女豬，可利用個體雜交優勢，常見表現在體質健壯、繁殖壽命及繁殖表現等方面。

當 $LY$ 母豬進入繁殖階段，其母性雜交優勢主要表現在：

• 每胎產仔數、活仔數及離乳仔豬數較佳。
• 仔豬存活率、窩重及離乳重較佳。
• 泌乳、哺育與母性能力較佳。

繁殖性狀通常比生長或屠體性狀更能顯現雜交優勢，因此第一階段選配的目的，是生產繁殖表現良好的雜交母豬。

第二階段：$LY♀\times D♂$，生產 $LYD$ 肉豬

此階段同時利用母性雜交優勢與肉豬個體雜交優勢。

$LY$ 母豬的母性雜交優勢，可提升整窩仔豬的存活與離乳表現；所生的 $LYD$ 仔豬則具有個體雜交優勢，較常表現在：

• 生長速度與日增重。
• 育成率及環境適應力。
• 飼料利用效率與商品豬生產效率。

核心觀念

胚移置（embryo transfer, ET）是將優良母畜體內或體外所產生的胚胎，移入另一頭生殖週期適合的受胚母畜子宮，使受胚母畜負責妊娠與分娩。胚胎的遺傳組成來自供胚母畜與配種公畜；受胚母畜提供妊娠環境，不會改變胚胎的核基因型。

常見的體內胚移置流程是：選定優良供胚母畜、以促性腺激素誘導超級排卵、配種或人工授精、同步供胚與受胚母畜的發情週期、沖洗回收胚胎、評估胚胎品質，最後將胚胎移入受胚母畜。超級排卵與胚移置合稱多重排卵胚移置（multiple ovulation and embryo transfer, MOET）。

解題方法

本題是應用與評析題，作答宜由「繁殖效率提升」切入，分別說明胚移置如何擴大優良母畜的繁殖貢獻，再舉畜牧產業實例，最後指出生物、技術與經濟限制。須掌握：胚移置能增加優良母畜留下的後代數，但不代表每次超級排卵都能得到固定數量的可用胚胎，也不代表每顆移置胚胎都能成功產仔。

產業效益與例子

一、加速優良遺傳基因的擴散

自然繁殖時，母牛每胎通常只產一頭犢牛，優良母牛對族群的遺傳貢獻受限。以乳牛為例，利用超級排卵使高產乳、乳房健康且體型良好的母牛在一個繁殖週期產生多個胚胎，再分別移置到多頭受胚母牛，可在同一期間取得多頭具有相同優良供胚母牛血統的後代，提升優良雌性基因的擴散速度。

胚移置也可與人工授精、精液冷凍及種畜選拔配合。若供胚母牛與經選拔的優良公牛配種，後代可同時承襲雙親的優良遺傳特性。

二、提高優良母畜的繁殖利用效率

胚移置讓遺傳價值高的母畜不必親自懷孕、分娩，仍能透過多次採胚產生多批後代。這對高產乳牛、優良肉牛母牛及稀有品種母畜尤其有價值；供胚母畜可持續投入生產或競賽，同時貢獻更多後代。

三、縮短種畜改良與擴群時間

種畜場可利用 MOET 快速增加優良家系的母畜數量，降低只靠自然繁殖逐代擴群所需的時間。若配合後裔性能紀錄或基因體評估，可優先繁殖遺傳價值高的供胚母畜，使選拔成果更快進入商業畜群。

四、便利遺傳資源保存與跨區域移動

胚胎可冷凍保存及運輸，有助於保存稀有品種、建立遺傳資源庫，或將優良遺傳材料移至其他牧場與地區。與運送活體種畜相比，胚胎運輸可以降低運送大型動物的需求，並有助於減少部分疫病傳播風險；但仍須遵守檢疫及胚胎衛生管理要求。