114 公務人員升官等薦任 農業技術 作物育種學 考古題詳解
第 一 題25 分
請說明「種原」的定義，並解釋商業栽培品種、高級試驗品系、地方種及近緣野生種等類型在育種上的功能與價值。
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核心觀念
本題考查「種原」的意義，以及不同來源的遺傳材料如何支援作物改良。種原不是只指種子，也不只限於尚未改良的地方種或野生種；凡具有遺傳價值、可供保存、研究或育種利用的植物材料，都可視為種原。
在育種上的價值，可從兩個面向掌握：
- 改良現有品種：利用材料所帶有的有利基因或性狀，改善產量、品質、抗病蟲性、耐逆境性或適應性。
- 擴充育種基因庫：引入原有育種材料缺少的遺傳變異，作為日後育種與研究的資源。
解題方法
作答時先界定種原，再依材料與商業品種的關係，由「已具商品性」到「可提供特殊基因」逐類說明功能與價值。每一類都應交代兩件事：材料的特性，以及育種者如何利用它。
| 種原類型 | 育種上的功能與價值 |
|---|---|
| 商業栽培品種 | 已具有農業生產或市場利用價值，常具高產、品質佳、成熟期適宜或栽培穩定等特性。可作為育種的直接親本、雜交親本或回交的輪迴親本，維持或改良現有品種的優良表現；也可作為比較標準，評估新材料的育種價值。 |
| 高級試驗品系 | 經過多階段選拔及試驗，具有接近品種的農藝表現，通常已具備部分重要優良性狀。可直接作為親本，將高產、品質、株型或抗性等有利性狀帶入後續組合；因遺傳背景與農藝表現已有較多資料，也便於育種者選擇親本及安排雜交。 |
| 地方種 | 長期由農民在特定地區栽培、選留與維持，常有較豐富的族群內遺傳變異及地方適應性。 |
第 二 題25 分
在進行作物品種改良時，選拔時機的決定會受不同作物的繁殖方式（如水稻與玉米）與性狀遺傳特性（抗病性和產量）等因素影響，請解釋原因。
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核心觀念
本題考的是育種族群中遺傳變異的形成與固定速度，以及性狀的遺傳力、遺傳方式如何影響選拔效果與時機。選拔不是愈早愈好；應在目標性狀能被可靠評估、個體間差異足以反映可遺傳差異時進行。
自交會提高純合度，使分離的基因型逐代固定；異交則維持較高雜合度，優良性狀可能尚未固定。因此，水稻等自花授粉作物與玉米等異花授粉作物，適合採用的選拔世代和育種流程不同。
此外，選拔反應與性狀遺傳力有關。廣義遺傳力為 ，狹義遺傳力為 ；其中 為基因型變異、 為表型變異、 為加性遺傳變異。通常產量等複雜性狀受環境影響較大，遺傳力較低；不少抗病性則較易以病圃或人工接種評估，但其遺傳方式仍須視病原菌、作物與抗性來源而定。
解題方法
依序從兩個面向說明選拔時機：
- 先看繁殖方式：判斷自交或異交使純合度、雜合度如何變化，以及優良基因型能否在早期世代穩定表現。
- 再看性狀特性：判斷性狀是否容易測量、環境影響大小、遺傳力高低，以及抗性是否需特定病原菌或環境條件才能檢定。
- 據此安排世代：容易辨認且遺傳力高的性狀可較早篩選；受環境影響大的性狀，應累積足夠株數、重複與地點資料後再選拔。
繁殖方式如何影響選拔時機
水稻：自花授粉作物
水稻主要以自交繁殖。雜交後代在自交過程中逐代增加純合度，基因型逐漸固定。若要選育純系品種，可在分離世代中選取優良單株，後續繁殖其家系，並比較家系表現。
但早期世代仍有分離，一株的優良表現未必能代表其後代整體表現。若選拔的是容易觀察、遺傳力高的性狀，可較早進行單株選拔；若目標是產量，則不宜只依早期單株表現定案，應在較純合、家系較穩定的世代進行系統比較與多環境試驗。
玉米：異花授粉作物
玉米主要異交，天然族群具有較高雜合度。若要維持或改良族群，可在族群內選拔、授粉並保留種子，透過多代選拔逐步提高目標等位基因頻率。
第 三 題25 分
今改良場研究員欲利用高粱核質互作雄不稔系統（Cytoplasmic-genetic male sterility, CMS）進行雜交育種。請說明系統中三系各自功能與在雜交育種流程中扮演之角色，以及利用此系統生產 雜交種之過程。
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核心觀念
本題考查高粱核質互作雄不稔系統（cytoplasmic-genetic male sterility, CMS）的「三系法」及其雜交種生產流程。三系分別為：
- A 系（雄不稔系、細胞質雄不稔系）：帶有雄不稔細胞質，花粉不育，但雌性器官正常，可作為母本。
- B 系（維持系）：細胞質正常，且具有維持雄不稔的核基因型；花粉可育，與 A 系雜交可繁殖出雄不稔後代。
- R 系（恢復系）：帶有恢復基因 ，花粉可育；與 A 系雜交可使 恢復花粉育性，並形成具有雜種優勢的雜交種。
CMS 是細胞質與核基因共同作用的雄不稔現象。以常見的簡化遺傳模式表示，A 系具有不稔細胞質 ，且核基因為隱性不恢復基因型 ；B 系具有正常細胞質 ，核基因型同為 ；R 系具有恢復基因，例如 。實際高粱 CMS 系統的細胞質型及恢復遺傳模式可因材料而異，作答時掌握三系的功能與遺傳方向即可。
解題方法
依「繁殖母本—維持不稔—恢復育性」三個功能辨認三系，再按年度生產需求分成兩條流程：以 A×B 繁殖 A 系種子；以 A×R 生產商業 雜交種。
三系功能與流程角色
| 系統 | 主要特徵 | 在育種流程中的角色 |
|---|---|---|
| A 系 | 雄不稔；雌性可育；作為母本 | 提供不稔細胞質，避免自交產生自交種子；生產雜交種時接受 R 系花粉 |
| B 系 | 花粉可育；與 A 系核基因背景相近，不帶恢復基因 | 作為 A 系的維持親本，提供花粉繁殖 A 系 |
| R 系 | 花粉可育；帶有恢復基因 | 作為父本，授粉給 A 系，讓 恢復花粉育性 |
A 系本身不能靠自交繁殖，必須與 B 系交配；但繁殖 A 系時不能使用 R 系，否則後代會取得恢復基因，破壞雄不稔性。
繁殖 A 系種子：A×B
將 A 系與 B 系安排在隔離繁殖田中，利用 B 系花粉授粉給 A 系。收穫時只採收 A 系植株上的種子，作為下一代 A 系種子。
第 四 題25 分
請對民眾說明剛育成的稻米新品種，若要申請命名登記，為何需具備可區別性、一致性、穩定性及新穎性等特點？
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核心觀念
本題考的是稻米新品種申請品種權時，為何須符合「新穎性、可區別性、一致性、穩定性」四項要件。對民眾說明時，可先用一句話掌握核心：新品種必須是尚未過度流通、辨認得出來、同品種植株表現整齊，而且繁殖後特性仍能維持的品種，才能被明確辨識並受到制度保護。
依命題當年（民國 114 年）《植物品種及種苗法》第 12 條，具備新穎性、可區別性、一致性、穩定性及適當品種名稱的品種，得申請品種權；四項要件的定義亦見同條。第 13 條另規範品種名稱不得單獨以數字表示、與同種或近緣種品種名稱相同或近似，或造成性狀、育種者身分混淆等情形。
題目使用「命名登記」一詞，作答宜掌握制度實質：四項特性是品種權審查要件；名稱則另須符合適當性規定。不可把四項要件說成只是替品種取一個名稱。
解題方法
依序從「上市時間、辨識差異、植株整齊、繁殖後維持」四個面向解釋，並連結其對農民、消費者與育種者的作用：
- **新穎性：確認仍屬依法可申請保護的新品種。**依第 12 條，申請日前由品種申請權人自行或同意銷售或推廣種苗或收穫材料，國內不得超過一年；國外稻米屬其他物種，不得超過四年。這可避免品種已長期公開商業利用，仍以新品種申請權利。
- **可區別性：確保新品種能和既有品種辨認。