112 專技高考高等考試 園藝技師 園藝作物育種學與繁殖學 考古題詳解

核心觀念

番木瓜的梨形果，主要與兩性株及其兩性花的發育型態有關：兩性花的子房較狹長，結果通常呈長形或梨形；雌花的子房較圓，結果多為圓形或橢圓形。因此，栽培上要確保梨形果，關鍵是確保植株為兩性株。

番木瓜性別由性染色體及性別決定基因座控制，常以 $XX$ 表示雌株、$XY^{h}$ 表示兩性株、$XY$ 表示雄株。$Y$ 與 $Y^{h}$ 的純合組合通常致死，因而影響後代的性別比例。

解題方法

（一）梨形果的遺傳控制

梨形果不是單純由一個「梨形果基因」直接控制，而主要是兩性株所開兩性花的子房形態所造成。兩性株通常結果較長、呈梨形或長形；雌株的果實較圓。答題時應把果形和植株性別、花型連結說明，而非只寫「梨形為顯性」或套用一般單基因果形遺傳。

兩性株自交時，親代為 $XY^{h}$，配子為 $X$ 與 $Y^{h}$：

其中 $Y^{h}Y^{h}$ 胚或種子通常致死，所以存活植株中，雌株與兩性株約為 $1:2$。換言之，普通兩性株自交所得的實生苗，不能保證全部都是兩性株。

（二）以種苗選擇確保梨形果

核心觀念

$F_1$ 品種是由兩個遺傳背景不同、性狀已固定的親本品系雜交，所產生的第一代雜種。成功的 $F_1$ 品種通常兼具雜種優勢與整齊一致的特性，例如生長勢強、產量高、成熟期整齊，並可結合親本各自具有的品質或抗病性。

$F_1$ 的優良性狀主要表現在第一代。若將 $F_1$ 自交留種，後代會分離、重組，性狀不再整齊一致，因此農民通常每一期都購買由固定親本重新配製的 $F_1$ 種子。

解題方法

比較果樹、蔬菜與花卉的 $F_1$ 應用，可從三點判斷：雜種優勢是否有利用價值、種子繁殖是否方便、親本雜交及種子生產是否可行。

蔬菜中的應用最為重要。 許多蔬菜以種子繁殖，生長與生產週期較短，能較快育成及更新品種；部分作物也有雄性不稔、自交不親和或雌性系等機制，可協助控制授粉、降低雜交種子生產成本。對蔬菜生產而言，$F_1$ 的整齊度、產量、品質及抗病性都具有明顯實用價值。

果樹也有 $F_1$ 育種與雜種優勢的應用，但多數果樹世代時間長、幼年期較長，且商業栽培常以嫁接等無性繁殖維持優良品種；若以種子繁殖，後代變異也不利於維持果實性狀。花卉亦有許多重要的 $F_1$ 品種，尤其是一年生草花，但整體而言，本題所比較的三類作物中，以蔬菜的應用最重要。

例：番茄 $F_1$ 品種的育種及採種程序

以番茄為例，說明從親本選育到生產雜交種子的流程：

1. 建立親本品系：選出具有目標性狀的材料，例如親本 $A$ 具優良果實品質，親本 $B$ 具高產量或抗病性。經自交及選拔，使兩親本成為性狀穩定的自交系。
2. 配合力及雜交組合評估：進行 $A \times B$ 等組合試驗，評估後代的生長勢、產量、品質、成熟期與抗病性，選出表現良好的組合。

核心觀念

種子儲藏壽命是指種子在儲藏期間仍能維持生活力、萌芽能力與一定活力的時間。種子會隨時間老化，生活力逐漸下降；其壽命同時受到種子本身特性、採收與儲藏前處理，以及儲藏環境影響。

儲藏壽命最常見的環境因子是種子含水量、溫度與氧氣。對多數可乾燥儲藏的種子而言，降低含水量與儲藏溫度，通常能減緩老化、延長壽命。

解題方法

作答可按「種子本身 → 儲藏前處理 → 儲藏環境」分層，並指出重要因子如何影響種子老化。不能只列環境條件，還要說明不同種子的耐乾燥性不同，儲藏條件須配合種子類型。

1. 種子含水量與環境相對濕度 含水量高時，種子呼吸與代謝較旺盛，老化及微生物繁殖通常加快；對多數可乾燥儲藏種子，適度乾燥可延長壽命。儲藏環境濕度會影響種子吸濕或失水，因此應維持適當低濕，並避免種子回潮。含水量不能一味降低：耐乾燥性較差的種子，過度乾燥會造成傷害。

2. 儲藏溫度 對多數可乾燥儲藏種子，低溫可減慢呼吸、酵素反應及其他老化反應，因而延長壽命。通常種子越乾，越能承受低溫儲藏。若含水量偏高就冷凍，可能因結冰或冷害受損。

3. 氧氣與氣體環境 氧氣可支持呼吸，也會參與氧化作用；在其他條件相同時，降低氧氣含量通常有助於減少老化。密封包裝須配合適當乾燥，避免種子含水量過高而導致霉變或缺氧傷害。

4. 種子類型與遺傳特性 種子間的壽命有固有差異，與物種、品種、種子組織構造及生理特性有關。一般依耐乾燥與低溫能力，可概分為：

• 正常型種子（orthodox seeds）：可乾燥至低含水量，並可在低溫下長期保存。

核心觀念

遺傳力（heritability）是指表型差異中可歸因於遺傳差異的比例，用來衡量某性狀在特定族群與環境下，表現差異有多少與遺傳有關。它是族群層次的統計量，不代表單一植株有多少比例的性狀「由遺傳決定」，也不表示性狀不可受環境影響。

表型變異可概念性分解為遺傳變異與環境變異：

其中，$V_P$ 為表型變異，$V_G$ 為遺傳變異，$V_E$ 為環境變異。進一步將遺傳變異分解為加性、顯性與上位性變異：

遺傳力有兩種常用定義：

• 廣義遺傳力：遺傳變異占表型變異的比例，包含加性、顯性與上位性變異：

• 狹義遺傳力：加性遺傳變異占表型變異的比例：

狹義遺傳力與選拔反應關係密切。依據育種者方程式：

其中，$S$ 為選拔差，即入選親本平均值與原族群平均值之差；$R$ 為下一代平均值相對於原族群平均值的選拔反應。

解題方法

本題宜先定義遺傳力，再說明其對育種程序的影響。關鍵在於分清廣義與狹義遺傳力：廣義遺傳力描述總遺傳差異占表型差異的比例；狹義遺傳力著重可由親代傳給後代、並能透過選拔累積的加性遺傳差異。

遺傳力高，表示觀察到的表型差異較能反映可遺傳差異，依表型選拔通常較有效；遺傳力低，表示環境或非加性遺傳作用對表型差異影響較大，直接依個體表現選拔較不可靠，需增加試驗精度或改採能較準確評估遺傳價值的方法。

遺傳力如何影響園藝作物育種程序

1. 影響選拔效率與選拔世代 高狹義遺傳力性狀的選拔反應通常較大，可在較早世代依個體表現選拔。例如部分品質或形態性狀若遺傳力高，育種者可較早淘汰不合格個體。低遺傳力性狀的表型容易受環境干擾，早期單株選拔成效較差，宜先保留較多材料，待後代或多環境資料較充分時再選拔。

核心觀念

本題比較兩類園藝植物的自交不親和性（self-incompatibility, SI），重點在於辨認其遺傳控制方式、花粉表現型的決定者，以及不親和反應發生的位置與機制。

薔薇科園藝植物以配子體型自交不親和性（gametophytic self-incompatibility, GSI）為代表；十字花科園藝植物以孢子體型自交不親和性（sporophytic self-incompatibility, SSI）為代表。兩者多由多等位基因的 S 位點控制，但花粉的 S 型如何判定，以及雌雄組織如何辨識彼此，並不相同。

解題方法

作答時可依「遺傳型式 → 花粉表現型 → 反應位置與機制」逐項比較。先說明兩者皆以 S 位點辨識為核心，再指出 GSI 由花粉本身的單倍體基因型決定；SSI 則由產生花粉的二倍體植株基因型決定。最後補上花粉管受阻的位置與代表性分子機制，即可完整呈現差異。

薔薇科園藝植物：配子體型自交不親和性

蘋果、梨及多數李屬植物常見 GSI。花粉是單倍體，其不親和性表現由該花粉自身所帶的 S 等位基因決定。若花粉 S 基因型與雌蕊的 S 基因型相同，花粉管生長會受到抑制；若不相同，花粉管即可繼續生長並完成受精。

例如，雌蕊基因型為 $S_1S_2$，花粉親本為 $S_1S_3$，其花粉粒分別帶 $S_1$ 或 $S_3$。帶 $S_1$ 的花粉與雌蕊共有 $S_1$，會被拒絕；帶 $S_3$ 的花粉不與雌蕊 S 型相同，可生長並受精。因此，同一花粉親本的兩種花粉粒可有不同命運。

典型反應位置在花柱內，不親和花粉萌發後，花粉管生長受到抑制。許多薔薇科 GSI 系統由雌蕊的 S-RNase 參與辨識，花粉端則有 S 位點相關因子；以仁果類與核果類為例，其花粉端因子系統有所差異。

十字花科園藝植物：孢子體型自交不親和性