園藝作物繁殖與育種學　申論題歷屆試題與參考架構

108 年（考試時間 120 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   請論述以周緣嵌合體（periclinal chimera）之鑲邊虎尾蘭進行葉插（leaf cutting）繁殖，其後代之性狀及存活情形。 （25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   鑲邊虎尾蘭的金黃葉緣來自周緣嵌合體：各細胞層（L1、L2、L3）遺傳組成不同，外圍層缺乏葉綠素、內層正常。葉插時不定芽只由葉片少數細胞或單一層次再生，嵌合結構被打散，後代性狀無法保持，是本題核心。

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2. 2

   請論述經由微枝梢（microshoot）生成及微插穗（microcutting）發根之微體繁殖途徑及其主要的組織培養程序。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   微體繁殖可經由腋芽增殖、不定芽發生與體胚發生等途徑；其中以微枝梢生成、再切成微插穗發根的途徑最常用，因為由既有芽體增殖，遺傳穩定度高。作答應先界定此途徑，再依組織培養階段說明程序。

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3. 3

   請以園藝產業關係人角度，論述園藝作物育種家選擇育種目標之考量面向，並以其產品可鮮食及加工之作物為例說明之。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   育種目標決定品種能否被市場接受，必須同時滿足生產者、運銷者、加工業者、消費者與種苗業者等產業關係人的需求；兼具鮮食與加工用途的作物，兩種用途的性狀要求常互相衝突，需要分開設定目標或分別育成專用品種。

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4. 4

   請論述分子標記輔助回交育種（molecular marker-assisted backcrossing）如何得以減少回交次數。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   傳統回交育種要靠多次回交讓輪迴親本基因組逐代回復，耗時多代；分子標記輔助回交透過前景選拔、重組選拔與背景選拔，直接挑出輪迴親本基因組比例最高的個體，因此能以較少世代達到同樣的回復程度。

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106 年（考試時間 120 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   農民栽培作物以種子繁殖時，常使用之品種有 open pollination cultivar、 line、F 1 hybrid、synthetic cultivars、F 2 cultivars 及 clonal seed cultivars 等，請分別說明其品種特性。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   種子繁殖品種依授粉方式與遺傳結構可分成數類，各類在遺傳同質性、異質性、雜交優勢、能否自行留種上不同。作答應逐一界定，並從遺傳組成、育成方法、優缺點與代表作物說明。

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2. 2

   壓條繁殖時，為促進枝條生根，常利用 girdling、etiolation 及 rejuvenation 等處理，請說明其原理、目的及方法。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   壓條是枝條仍連在母株上時誘導發根的繁殖法；環剝、黃化與幼化處理分別從累積養分與激素、改變組織結構、恢復幼年性三個方向提高發根能力。作答應逐項寫出原理、目的與方法。

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3. 3

   試述遠親雜交不稔性之原因及其克服方法。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   遠緣雜交可導入野生種的抗性與新性狀，但常出現雜交不親和與雜種不稔。作答應依受精前、受精後、雜種世代分層說明原因，再逐一對應克服方法。

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4. 4

   試述分子標記（molecular marker）在園藝作物育種上之重要性及其主要應用。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   分子標記是以 DNA 序列差異作為遺傳標誌，不受環境與發育階段影響，可在幼苗期準確判定基因型；對世代長、植株大、性狀晚表現的園藝作物，能大幅提升選拔效率，縮短育種年限。

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105 年（考試時間 120 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   敘述商業採種栽培（seed production）控制遺傳變異的方法？並請以 Registered seed、Breeder’s seed、Certified seed 及 Foundation seed 等，繪製流程圖說明核心商業種子生產流程要義。 （25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   商業採種的關鍵是讓品種在多代繁殖後仍保持遺傳純度與特性，必須控制異交、機械混雜、突變與選擇壓力造成的遺傳變異，並以分級種子制度限制繁殖代數。

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2. 2

   何謂 Meristem？可分成幾種類型？舉一經濟作物為例，說明為何以 Meristem 為培植體是生產優質健康 Mericlone 的利器？（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   分生組織是具持續分裂能力的未分化細胞群，莖頂分生組織因病毒少、遺傳穩定，以其為培植體可同時達成脫病毒與大量營養繁殖，產生健康且一致的分生苗（mericlone）。

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3. 3

   何謂雜交優勢（heterosis）？請說明雜交優勢之遺傳育種基礎為何？舉一例說明雙交種（double cross seed）之商業種子生產方法。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   雜交優勢指雜交後代在生長勢、產量、抗性等性狀上優於親本的現象，是 F1 雜交種育種的基礎；雙交種則以四個自交系經兩次雜交產生，可降低製種成本。

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4. 4

   何謂遺傳可塑性（genetic plasticity）和遺傳率（heritability）？請說明園藝作物育種如何估算性狀再現的遺傳率。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   同一基因型在不同環境下的表現並不固定（遺傳可塑性），而性狀表現中可歸於遺傳、能穩定傳到後代的比例即為遺傳率；估算遺傳率可判斷選拔是否有效、應在哪一世代選拔。

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104 年（考試時間 120 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   請試述 Harrington（1972）提出有關種子貯藏法則“rule of thumb”之內容，並據以論述主要影響種子活力的貯藏因素，以及說明該法則可否適用所有園藝作物植物？（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   Harrington 的經驗法則把種子壽命與「種子含水率」「貯藏溫度」兩個因素量化，作答要先完整寫出法則內容，再延伸到影響種子活力的貯藏因素，最後以正統型與異儲型種子的差異說明適用範圍。

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2. 2

   請試述植物嵌合體（chimera）之類型及繁殖特性。（15 分）

   （15 分）

   參考架構・破題

   嵌合體是同一植株內具有兩種以上遺傳組成不同的組織。作答先從莖頂分生組織的層次（L1、L2、L3）說明嵌合體的成因，再分類型說明，最後連結無性繁殖方式對嵌合體穩定性的影響。

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3. 3

   請試以 differentiation、explant、dedifferentiation、organogenesis、indirect、callus、somatic embryogenesis、plantlet、direct 及 redifferentiation 等，圖示說明採用組織培養進行微體繁殖之途徑。（15 分）

   （15 分）

   參考架構・破題

   題目要求用指定的十個名詞畫出微體繁殖流程，核心是區分「直接途徑」與「經癒傷組織的間接途徑」，以及兩種再生方式：器官發生與體胚發生，最後都形成小植株。

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4. 4

   請試以圖示說明第一次分裂復原（first division restitution；FDR）及第二次分裂復原（second division restitution；SDR），並據以說明自然界常見多倍體（polyploid）之由來，及論述融合兩個經由 FDR 的未減數配子（unreduced gamete）所育成之馬鈴薯，可能具有雜種優勢（heterosis）的原因。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   未減數配子是自然界多倍體形成的主要途徑。作答需以減數分裂圖示比較 FDR 與 SDR 所產生 2n 配子的遺傳組成，再說明有性多倍化，最後由異質性保留程度解釋 FDR×FDR 四倍體馬鈴薯的雜種優勢。

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5. 5

   請試述下列名詞之意涵：（每小題 4 分，共 20 分）

   （一）backcross

   （二） xenia

   （三） amphidiploid

   （四） cultivar

   （五） breeder’s seed

   （20 分）

   參考架構・破題

   五個名詞各 4 分，每個名詞寫出定義、原理或特徵，再加一個園藝應用或實例即可拿滿分。

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103 年（考試時間 120 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   植物胚胎發生與種子形成，是為了開創新獨立個體。試述 Morphological bipolarity、Androgenesis、Recurrent apomixis 及 Polyembryony 等在胚與種子形成之意義或繁殖上之應用價值。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   四個名詞都和「胚如何形成、新個體的遺傳來源」有關，作答要逐一說明定義與發育意義，再連結到繁殖或育種上的應用價值。

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2. 2

   試列舉植物繁殖不定根（adventitious root）類型？並說明間接不定根發生（indirect rhizogenesis）之發育過程與生理事件。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   不定根是扦插繁殖成敗的關鍵。先依根原體來源分類，再區分直接與間接發根，重點放在間接不定根經癒傷組織形成的發育階段與伴隨的生理變化。

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3. 3

   何謂育種（breeding）？育種須創造變異，請說明遺傳育種變異的來源為何？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   育種是利用遺傳原理改良作物遺傳組成以育成新品種的過程，其前提是「有可選擇的遺傳變異」。作答先定義育種與流程，再系統列出變異來源並各舉園藝實例。

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4. 4

   何謂雄不稔性（male sterility）？並請說明其類型與應用。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   雄不稔性是植物無法產生有功能的花粉或花粉無法正常授粉，但雌性器官正常。它是生產 F1 雜交種子、省去人工去雄的重要工具，作答依定義、類型、應用三段鋪陳。

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5. 5

   請試述下列名詞之意涵：（每小題 4 分，共 20 分）

   （一）Grafted cutting

   （二）Recalcitrant seed

   （三）Local variety

   （四）Maternal Inheritance

   （五）Cybrid

   （20 分）

   參考架構・破題

   五個名詞分屬繁殖、種子生理、種原、遺傳與細胞工程，每題 4 分，寫出定義、要點與一個實例即可。

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102 年（考試時間 120 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   試述下列種子採收、精製方法，貯藏條件以及播種時所需的光條件或溫度條件：（每小題 8 分，共 24 分）

   （一）非洲鳳仙花

   （二）番茄

   （三）松果

   （24 分）

   參考架構・破題

   三種種子分屬蒴果開裂型（非洲鳳仙花）、肉質果濕式取種（番茄）與毬果乾燥取種（松果），作答依「採收→精製→貯藏→播種環境」四項逐一對應，凸顯不同果實類型的處理差異。

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2. 2

   下列球根作物進行商業生產時所需種苗用何種方法繁殖（不包括組織培養方法）的繁殖效率較高？試敘述其操作方法：（每小題 3 分，共 15 分）

   （一）唐菖蒲

   （二）番藷

   （三）孤挺花

   （四）薑

   （五）仙客來

   （15 分）

   參考架構・破題

   五種球根或地下部作物的營養器官構造不同（球莖、塊根、鱗莖、根莖、塊莖），繁殖效率最高的方法也不同。作答每題先點出器官類型，再寫最有效率的繁殖法與操作步驟。

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3. 3

   雙子葉植物有性胚發育過程分為那幾個時期？試述每個時期的形態特徵。又遠緣雜交後，胚早期敗育好發生在那一個時期？如果要進行胚拯救，應該在何時（以授粉時為基準日）進行拯救？並寫出胚拯救所使用的培養基配方。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   本題考雙子葉植物胚胎發生（embryogenesis）的分期與形態，並延伸到遠緣雜交胚敗育的時機與胚拯救（embryo rescue）的實務操作。作答要先把發育時期講清楚，再連結「胚乳發育失敗導致胚早期敗育」的機制，最後給出拯救時機與培養基組成。

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4. 4

   試比較園藝自交作物和異交作物之遺傳特性，並分別敘述其最常用之選種方法。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   自交與異交作物因授粉方式不同，族群的遺傳結構截然不同：前者以同質結合為主、後者以異質結合為主，因此選種策略也不同。作答以「比較表＋各自選種方法」組織最清楚。

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5. 5

   新品種是否能獲得品種權，需經過那些審查項目，每項目審查的內容為何？（16 分）

   （16 分）

   參考架構・破題

   我國品種權依植物品種及種苗法取得，核心是新品種須同時具備新穎性、可區別性、一致性、穩定性，並有適當品種名稱，經主管機關審查（書面與性狀檢定）後核准。作答依審查項目逐一說明內容即可。

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其他等別的「園藝作物繁殖與育種學」

• 園藝作物繁殖與育種學（高考三級）（44 題）