114 公務人員升官等薦任 動物技術 家畜育種學 考古題詳解

核心觀念

本題考查兩種遺傳估測方法的資料利用方式，以及選拔指數法常用的三類性能資料。

選拔指數法（selection index）是將個體及其親屬的性能資料，依各資料與育種值的遺傳關聯及資料間的共變異加權合併，形成個體的選拔指數。一般形式為：

其中 $\mathbf{x}$ 是性能資料向量，$\mathbf{b}$ 是依遺傳與表型共變異等資料推導的權數。

BLUP（最佳線性無偏預測）則以混合模式方程式，同時估計固定環境效應並預測個體育種值。其資料可涵蓋具有性能紀錄的個體及其親屬，並透過系譜關係連結不同批次、牧場或世代的資料。

解題方法

作答時抓住資料範圍的差別：傳統選拔指數常依候選個體及其親屬的特定性能紀錄建立指數；BLUP 則可把符合分析條件的群體紀錄與系譜資訊整合起來，並在模型中校正固定環境差異。因此，BLUP 對資料不平衡、不同環境及世代間的遺傳比較，較有系統的處理方式。

性能資料的三個來源

選拔指數法所用的性能資料，通常來自以下三方面：

1. 個體本身的性能紀錄：例如生長速度、產乳量或產蛋量。
2. 親屬的性能紀錄：例如父母、全同胞、半同胞等親屬的紀錄。
3. 後裔的性能紀錄：利用子代表現推估親代的遺傳能力，對性狀遺傳力較低或需經後裔測定的性狀尤其有用。

實際使用哪些紀錄，仍須依性狀、資料可得性及育種目標決定；三類資料不必每次都同時具備。

BLUP 與傳統選拔指數法的資料來源差異

傳統選拔指數通常依預先選定的資料來源及其相對權數進行評估，常見資料為個體本身、親屬與後裔的性能紀錄。其評估範圍常以候選個體及其相關親屬資料為主。

核心觀念

本題考查的是：如何在不同雜交育種制度間作選擇，以及「合成品種」如何與持續使用不同品種交配的雜交制度區別。評估不能只看雜種優勢大小，還要同時考量品種性能互補、後代生產效率、繁殖群更新與實際執行成本。

雜種優勢（heterosis）是雜交後代相對於親本品種平均表現的優勢；品種互補（breed complementarity）則是利用不同品種的專長，使母系、父系及商品後代各自適合其生產角色。雜種優勢屬交配後代的優勢，品種互補則來自親本品種的平均遺傳差異，兩者不可混為一談。

解題方法：以「遺傳效益 × 生產效率 × 執行可行性」評估

可依序檢視下列標準：

一、商品後代的整體生產與經濟效率

比較各制度在目標生產環境中的產出、投入與收益，例如繁殖率、存活率、生長速度、飼料效率、產品品質及屠體價值；也要計入飼料、獸醫、人工、種畜或精液、母畜維持及更新等成本。

應以每單位時間、土地或投入所獲得的淨收益或生產效率作整體比較，而非只以單一性狀（如增重）判定優劣。制度的優劣取決於實際生產與市場條件。

二、雜種優勢的取得與維持

評估制度能利用多少個體、母性及父性雜種優勢，以及每代能否持續維持所需的異質合子程度。終端雜交可使商品後代取得高雜種優勢，但後代通常不留種；輪替雜交能自行生產更新母畜，卻需承受不同世代品種組成與雜種優勢的變動。

因此要看制度在整個生產循環中的雜種優勢，而不只看第一代 F₁。

三、品種互補與品種組成是否符合目標

評估所選品種是否適合分工，例如母系著重繁殖力、母性與適應力，父系著重生長、飼料利用或屠體性狀。也要確認其基因比例與當地氣候、疾病、飼養管理及飼料供應相配合。

若引入高產但不耐當地環境的品種，理論上的產量優勢可能被繁殖率、存活率或飼養成本抵銷。

四、更新母畜的來源與繁殖群維持

評估制度能否自行生產替換母畜，或必須長期向外購買。輪替雜交通常能在群內留養更新母畜；終端雜交則常須另設母系群、外購替換母畜，或搭配其他制度供應後備母畜。

外部供應若不穩定，會增加種源、健康檢疫與成本風險；自行更新雖較連續，也須有適當的配種安排及足夠繁殖群。

五、配種制度的簡易性與管理要求

比較所需品種數、配種分群、種公畜或精液供應、系譜紀錄、繁殖季節管理與人力技術。使用品種愈多、分群愈細，通常管理複雜度愈高；配種錯誤也可能使預期的品種比例與雜種優勢無法實現。

評估時須以農場實際能否長期落實為準，不能只比較遺傳理論上的最佳結果。

六、種源、繁殖率與群體規模是否足以支撐制度

確認能否持續取得具有適當遺傳水準的公畜或精液，以及產業的繁殖率是否足以供應交配系統所需的純種配種群。繁殖率較高的畜種，較容易以少量純種配種群供應大量商品雜交後代；

核心觀念

**測試配種（test mating／test cross）**是將基因型尚未確定、但具有顯性正常表現的個體，與已知為某隱性基因純合子的個體交配，藉由子代是否出現隱性性狀，判定受測個體是否帶有該隱性等位基因。家畜育種上常用來檢出遺傳缺陷的帶因者。

以單一基因、完全顯性且完全外顯的隱性遺傳缺陷為例，令正常等位基因為 $A$、致病隱性等位基因為 $a$，受測個體表型正常，可能為 $AA$ 或 $Aa$；測試配種對象為已知的 $aa$：

• 若受測者為 $AA$，與 $aa$ 交配的子代全為 $Aa$，不會出現隱性患病子代。
• 若受測者為 $Aa$，與 $aa$ 交配的子代各有 $\frac{1}{2}$ 機率為 $aa$，呈現隱性性狀。因此只要產生一隻確認為 $aa$ 的子代，即可證明受測者為帶因者。

解題方法：影響試驗結果信賴程度的因素

本題第二小題的關鍵，是分清楚「帶因者被檢出的機率」與「根據試驗結果判定帶因者狀態的把握度」。先確認親本基因型與遺傳模式，再看子代數量、子代表現判定品質，以及配種和飼養是否造成偏差。

1. 測試配種對象的基因型是否確定

測試對象應確認為隱性純合子 $aa$。若實際上不是 $aa$，帶因者與其交配時，子代出現患病型的機率就會低於 $\frac{1}{2}$，甚至為零，降低檢出力。因此，測試對象的基因型確認程度是試驗信賴度的基本條件。

2. 子代數量與有效子代數

若受測者為 $Aa$，每一名子代出現 $aa$ 的機率為 $\frac{1}{2}$。假設有 $n$ 名存活、可判定且彼此獨立的子代，完全沒有患病型子代的機率為：

因此，至少檢出一名患病型子代的機率，也就是帶因者的檢出率為：

例如，若有 6 名有效子代：

所以，當 6 名子代皆未呈現缺陷時，在上述遺傳假設下，排除帶因者的檢出信賴度為 $98.4375\%$。子代數愈多，漏掉帶因者的機率愈低。計算時應採用實際可判定的子代數，而非僅以配種次數或受孕數代替。

3. 遺傳模式與外顯率

上述公式建立在單基因、常染色體隱性、完全外顯、子代基因型與表型判定正確等假設上。若缺陷外顯率為 $p$，帶因者與 $aa$ 配種後，每名子代被辨認為患病型的機率為 $\frac{p}{2}$，故 $n$ 名子代均未被辨認為患病型的機率為：

外顯率低、表現程度不一，或缺陷受多基因與環境共同影響時，僅憑表型判讀會增加漏檢風險，必須納入遺傳模式與外顯率評估。

4. 子代存活與缺陷表現時間

若患病型胚胎或新生子代在檢查前死亡，或缺陷須至較晚年齡才表現，實際可觀察的患病子代數會減少。這會使「沒有觀察到患病子代」較難作為非帶因的證據。

核心觀念

本題考查計量性狀的表現型值分解，以及育種價與基因組合值在遺傳上的意義。個體的基因型值由加性遺傳效果與非加性遺傳效果組成；表現型值則再加上環境效應。

解題方法

計量性狀的基本模式為：

其中基因型值可拆為育種價與基因組合值：

因此，合併寫成：

其中：

• $P$：個體的表現型值。
• $\mu$：性狀族群平均。
• $A$：育種價（breeding value）。
• $I$：基因組合值（gene combination value）。
• $E$：環境效應（environmental effect）。

若採用包含顯性偏差與上位作用偏差的完整分解，基因組合值可進一步寫成：

所以也可表示為：

核心觀念

本題考查遺傳率與重複勢的定義、變異成分，以及環境管理如何影響兩個比率。兩者都是特定族群、性狀與環境條件下的參數，不能視為某個品種或性狀永遠固定不變的數值。

遺傳率有廣義與狹義之分。家畜育種以狹義遺傳率最常用，表示表型變異中由加性遺傳變異所占的比例：

其中，$\sigma_A^2$為加性遺傳變異，$\sigma_D^2$為顯性變異，$\sigma_I^2$為上位作用變異，$\sigma_E^2$為環境及殘差變異。廣義遺傳率則是遺傳變異占表型變異的比例：

狹義遺傳率可用來預測選拔反應，並衡量個體表型紀錄作為育種價指標的能力；遺傳率高表示表型差異較能反映可傳遞的加性遺傳差異，但不代表任何單一紀錄都能毫無誤差地代表育種價。

重複勢又稱重複力，是同一個體在不同時間或場合的多次性能紀錄之間的相關程度；在標準變異成分模型下，可表示為：

其中，$\sigma_{PE}^2$為永久環境變異，會持續影響該個體往後的紀錄；$\sigma_{TE}^2$為暫時環境與未解釋的殘差變異。重複勢反映個體的「生產能力」或持續表現，包含遺傳作用與永久環境作用；永久環境作用不會遺傳給後代。因此，在標準模型下，重複勢通常不低於狹義遺傳率。

解題方法

先辨認兩個比率的分子各包含哪些變異，再區分「改變比率本身」與「增加紀錄所提供的預測準確度」。

遺傳率的分子只計入加性遺傳變異；重複勢的分子則包含加性遺傳變異與永久環境變異。兩者的分母都是表型變異。據此可知，降低不相關的環境及殘差變異，有助於提高兩個比率；重複勢特別受暫時環境變異影響。

對可重複測量的性狀，多次紀錄能降低單次測量誤差。若每次紀錄的重複勢為 $r$，取 $n$ 次紀錄平均值時，其平均值的重複勢為：