110 公務人員升官等薦任 農業技術 作物育種學 考古題詳解

核心觀念

本題考查水稻產量的構成、產量形成的生理生化基礎，以及育種時如何把抽象的「高產」轉化為可觀察、可測量的選拔性狀。基本產量公式為：

其中，單位面積穗數主要反映有效分蘗的形成與成穗；每穗粒數反映穗部的穎花數；稔實率反映授粉、受精及籽粒充實的成功程度；平均粒重則受粒形、粒大小及灌漿程度影響。實際育種時，各構成因素會彼此制約，不能只追求單一因素最大化；須選育各因素協調、且能在目標栽培環境中穩定表現的基因型。

產量形成也可從「源—流—庫」理解：葉片等光合器官為同化物來源，莖稈及維管束負責運輸，穗與籽粒則為主要需求端。高產育種須兼顧光合物質的生產、運輸與籽粒利用，並維持適當的收穫指數。

解題方法

作答可先以產量公式列出直接構成因素，再分別從生理生化與形態兩個層面，說明應觀察或選拔哪些性狀。最後補上因素間的平衡及環境適應性，避免只列出「大穗、粒重」等單一指標。

一、生理生化層面

1. 提高光合產物的生產能力 選拔葉片光合效率高、葉片功能期長、冠層受光良好的材料，使抽穗後仍能持續供應同化物。葉片含氮量與葉綠素狀態應足以支持光合作用，但不宜只以葉色濃綠作為高產指標，仍須評估整體冠層的光合與產量表現。

2. 改善同化物運輸與再分配 抽穗前莖稈所儲存的碳水化合物可在籽粒灌漿時動員；應選拔能有效把莖稈儲藏物質及當期光合產物運送至穗部的材料。維管束運輸能力、莖稈儲藏能力及灌漿期間的再轉運效率，均與結實及粒重形成有關。

3. 提高庫容量與籽粒充實能力 穗部須具足夠穎花數，且開花授粉、受精與灌漿過程順利，以提高稔實率及粒重。大穗若超出植株供應同化物的能力，容易出現空穎花增加或籽粒充實不良；因此應同時選拔源的供應能力及庫的利用能力。

4. 維持適當的收穫指數與養分利用效率 收穫指數可表示為：

核心觀念

譜系法（pedigree method）是雜交育種的後代處理方法：自分離世代選拔優良單株，逐代記錄其親本與後代譜系，並將入選單株的種子分別繁殖、比較。題目考的是遺傳變異何時出現，以及分離世代的族群大小如何影響選拔效率。

解題方法

一、單株選拔從 $F_2$ 開始

親本雜交所得的 $F_1$ 植株，通常具有相同的雜交基因型，且在同一組合內彼此高度相似。此時雜種優勢或顯性效應可能已表現，但各株之間尚未充分分離，無法有效從單株間挑出不同的優良遺傳型。

到了 $F_1$ 自交形成 $F_2$，等位基因開始分離，染色體也經由重組形成不同基因組合；同一組合內因此出現較大的遺傳變異。育種者可在 $F_2$ 植株間進行單株選拔，保留具目標性狀組合的個體。

以單基因雜合體 $Aa$ 為例，自交後 $F_2$ 基因型分離為：

因此，若目標是選出隱性有利基因型 $aa$，在 $F_1$ 的 $Aa$ 植株上無法由表型辨認；至 $F_2$ 才會出現可辨識的 $aa$ 個體。

二、每個組合的 $F_2$ 株數須大於其他世代

核心觀念

本題考查雜交育種中親本的選擇。親本選得適當，才能把有利性狀組合到後代，並提高產生優良新品種的機會。玉米是異交作物，雜交育種常以不同自交系為親本，利用親本間的遺傳差異及其組合能力，培育具雜種優勢的品種或雜交種。

解題方法

作答時可從「目標性狀、遺傳差異、親本表現、配合力、開花與繁殖條件」等面向，分別說明選親本的原則。至少列出四項，並簡述各項如何影響育種成果。

親本選擇重點

1. 符合育種目標，具備目標性狀 依育種目標選擇具有優良性狀的親本，例如高產、抗病蟲害、抗倒伏、耐旱、適合機械採收或品質優良。若目標是改良特定性狀，至少一方親本應具有明確且穩定的該性狀。

2. 親本間具有適當的遺傳差異 親本應有一定程度的遺傳差異，才有機會在後代中形成性狀分離與重組，將雙親的優良基因聚合。玉米雜交育種中，常選用不同來源或不同種質群的自交系，以提高雜種優勢的可能性；但遺傳差異仍須配合農藝性狀與配合力評估。

3. 親本本身的表現優良且性狀穩定 親本應具良好農藝性狀，並在不同環境或世代中維持相對穩定。玉米若用自交系作為親本，應確認其純度與性狀一致性，避免親本不純造成後代表現混雜，影響雜交組合的評估。

核心觀念

本題考查分子標記輔助選拔（marker-assisted selection, MAS）在多年生作物育種中的用途與優勢。MAS 是利用與目標基因或數量性狀基因座（QTL）緊密連鎖的 DNA 標記，間接判定植株是否帶有有利等位基因，再據以選拔；它補強田間表現選拔，並非取代所有表型評估。

咖啡育種常受世代時間長、植株進入結果期較慢等因素限制。對已找到可靠連鎖標記的性狀，育種者可在幼苗期檢測基因型，提早淘汰不符合目標的個體，節省栽培與田間評估資源。

解題方法

作答時，從「選得早、判得準、能選難測性狀、能累積有利基因、降低試驗成本」幾個面向，連結咖啡育種的實際需求。題目要求至少四項，應列出超過四項，並說明各項如何改善育種流程。

MAS 對咖啡育種的優勢

1. 幼苗期即可選拔，縮短育種時間 咖啡是多年生作物，部分重要性狀須等植株長大或結果後才能觀察。若標記與目標性狀可靠連鎖，可在幼苗期檢測 DNA，提早淘汰不具目標等位基因的植株，加快世代推進與品種選育。

2. 降低田間試驗與栽培成本 育種者可在大量後代尚未進入長期田間試驗前，先以標記篩選，減少需要栽植、管理及追蹤的植株數量，節省土地、人工、時間與經費。

3. 可選擇難以直接觀察或評估的性狀 對於表現較晚、測定昂貴、需特定環境才會發生，或必須接種病原才能檢定的性狀，可利用相關標記輔助選拔。例如咖啡銹病或咖啡果實病害的抗性，若已有經驗證的抗性連鎖標記，便能在病害未發生或不易進行接種檢定時篩選候選植株。

核心觀念

本題考查《植物品種及種苗法》第 12 條的品種權申請要件，以及第 13 條對品種名稱的限制。以命題當年（民國 110 年）法規為準，育種所得品系須符合「新穎性、可區別性、一致性、穩定性」四項品種性狀要件，並具有適當品種名稱，才得申請品種權。

解題方法

依「新穎、可區別、一致、穩定、名稱適當」逐項檢核；其中新穎性看申請前銷售或推廣的期間，其餘三項看性狀能否區分、品系內是否整齊，以及繁殖後性狀能否維持。申請人另須依第 14 條提出申請書、品種說明書及相關證明文件。

五項要件

1. 新穎性：申請日前，經品種申請權人自行或同意銷售或推廣種苗或收穫材料者，國內不得超過一年；國外木本或多年生藤本植物不得超過六年，其他物種不得超過四年。