作物育種學 申論題歷屆試題與參考架構

地方特考三等,民國 102~114 年共 13 份試卷、60 題,其中 59 題附參考答題架構。考這一科的類科:農業技術。本頁列出歷年全部題目,參考架構只列開頭的「破題」,完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。

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114 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    何謂混合選種(mass selection)?請分別說明混合選種應用於異花授粉作物(cross-pollination crops)與自花授粉作物(self-pollination crops)之育種作業流程與差異性。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    混合選種係依植株外觀表現型進行群體篩選並混合收穫種子的育種法,兼具純化族群與改良基因頻率之功能。應用於自交與異花授粉作物時,因受粉機制及遺傳組成之本質差異,其作業流程、選拔標的與最終育成品種型態均截然不同。

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  2. 2

    某試驗場所研究人員計畫從越南、泰國及美國等地區,引進該國產量穩定之水稻地方品種,擴增我國水稻耐環境逆境之選育基因庫,提升選種成效。請敘述在評估擬引進之地方品種的重點為何?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    引進外來水稻地方品種以擴充耐逆境基因庫,需系統性兼顧引種之檢疫安全、農藝適應性、目標逆境耐受度及後續雜交親和性,以確保外來優質遺傳資源能順利融入我國育種體系。

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  3. 3

    基改作物(genetically modified organisms, GMO)已是我們日常生活都會接觸到的食物,例如抗蟲玉米、抗殺草劑馬鈴薯及大豆等,請以條列式說明基改作物的育成過程。 (25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    基因改造作物之育成係利用現代分子生物學技術,將外源目標基因定向導入受體作物基因組中,並經由組織培養再生、分子檢驗、農藝評估及生物安全審查後推廣生產之系統化流程。

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  4. 4

    請試述下列名詞之意涵:(每小題 6 分,共 30 分)

    (一) open-pollination population ; bulk population

    (二) inbred line ; pure line ; isogenic line

    (三) composite cross ; test cross ; top cross

    (四) inbreeding ; sib-mating

    (五) heterosis ; inbreeding depression

    (30 分)

    參考架構・破題

    本題測驗作物育種學中族群結構、純系本質、交配設計、交配體系及雜種優勢之核心名詞概念,作答需精確界定生物學定義並點出各組名詞之本質區別與育種實務應用。

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113 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    請解釋下列名詞之意涵:(每小題 5 分,共 25 分)

    (一)雜交水稻(hybrid rice)

    (二)雌雄同株異花(monoecious)

    (三)表現度(expressivity)

    (四)複等位基因(multiple allele)

    (五)體細胞分化(cyto-differentiation)

    (25 分)

    參考架構・破題

    本題涵蓋作物雜種優勢利用、花器構造、經典遺傳學基因作用及植物細胞組織培養之基礎觀念,答題應掌握各名詞之精確生物學定義、遺傳機制及其在作物育種之實際應用意義。

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  2. 2

    近年來國內精釀啤酒風潮興起,國產大麥之需求與日俱增,請說明國產大麥生產之可能瓶頸及如何以育種技術克服目前面臨之困境與限制。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    國產釀酒大麥發展受限於亞熱帶氣候環境、耕作制度與製麥加工品質要求之多重瓶頸。育種策略應結合傳統雜交選拔與分子標誌輔助育種,針對適應性、抗病力及釀造性狀進行精準改良,以建立自主穩定之生產體系。

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  3. 3

    我國稻種多元,許多原住民部落仍種植陸稻族群,請說明我國原生陸稻之演進與族群特性,並說明如何利用混合選種法(Mass selection)進行陸稻優良品系之選育。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    臺灣原生陸稻為原住民族長期保存並適應旱地農耕之傳統遺傳資源,具備高度遺傳歧異度與耐旱抗病潛能。利用混合選種法進行選育,可在保留其優良農藝性狀與風味的前提下,逐步純化族群並提升整齊度。

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  4. 4

    面對日益嚴峻的極端氣候,請詳述如何利用關聯性定位(Association(25 分)mapping)策略進行茶樹耐高溫相關數量性狀基因座之定位。

    (25 分)

    參考架構・破題

    關聯性定位利用自然種質族群歷史重組累積之連鎖不平衡,能克服茶樹世代週期長、自交不親和難以建構雙親分離族群之瓶頸,為高解析度定位耐高溫數量性狀基因座之關鍵策略。

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112 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    請說明外表型變異(phenotypic variation)、遺傳變異(genetic variation)及環境變異(environmental variation)之間的關係,並闡述作物育種的施行與此三者間的關係。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    作物的性狀表現是由遺傳因子與環境條件共同作用的結果。外表型變異為遺傳變異、環境變異及兩者交感作用之總和;釐清三者關係是估算遺傳率、擬定育種選拔策略與提升育種效率之基石。

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  2. 2

    自交作物常用的三種育種方法:譜系選拔法(pedigree selection)、混合族群法(bulk population breeding)及單粒後裔法(single seed descent)之中,那些方法的育種過程中,利用天擇(natural selection)輔助選種的進行?請說明。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    在三種自交作物育種法中,僅「混合族群法」實質並系統性地利用天擇輔助選拔;譜系法以早期人擇為主,單粒後裔法則刻意限制天擇與競爭淘汰,以完整保留遺傳多樣性。

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  3. 3

    假設番茄果實的紫色外觀由兩對等位基因 A 與 B 所控制(這兩個基因座位於不同的染色體上) ,基因座 A 為完全顯性遺傳、基因座 B 則為隱性上位遺傳,亦即植株個體基因型為 AAbb 或 Aabb 時,果皮才會呈現紫色。若你擁有一個非紫色果實的優良番茄自交系,你想要透過傳統回交育種的方式進行紫果番茄自交系的育種,使輪迴親的遺傳背景回復率超過 99%。貢獻親是從市場購買取得紫果番茄。請敘述整個育種流程,並明確指出流程中能夠增進此一育種計畫成功的手段。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    本題為利用傳統回交育種法導入雙基因控制之隱性上位性狀(紫色果實)。由於上位性基因座b為隱性,在回交過程中無法直接以表型判別雜合個體,需透過隔代自交檢定追蹤目標基因,並經由足夠世代回交以達成輪迴親遺傳背景回復率超過百分之九十九之目標。

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  4. 4

    承上題,如果有明確的分子標誌可以分辨基因座 A 與基因座 B 內不同的等位基因,那些育種流程能夠簡化為更有效率的步驟,請說明。 (25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    利用共顯性分子標誌進行標誌輔助選拔,可直接在DNA層次鑑定等位基因,完全免除傳統回交中為追蹤隱性上位基因所必須進行的隔代自交檢定,並能透過全基因體前景與背景雙重選拔,大幅減少回交世代數與試驗規模。

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111 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    請試述構成合成品種(synthetic variety)之必備條件。某育種研究員手上有一合成品種代號為 Syn III-2,其所代表之意義為何?(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    合成品種係指由數個經一般組合力嚴格測驗之優良自交系或無性系,以已知比例或隨機互交混合繁育,並在開放授粉條件下維持數個有限世代的異花授粉作物改良品種。代號Syn III-2代表第三次循環合成品種繁殖至第二代種子。

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  2. 2

    請說明基因編輯(gene editing)在作物育種上之應用,並試述其與基因轉殖作物的差異。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    基因編輯技術利用工程化核酸內切酶精確導向目標位點進行修飾,能達成目標基因之敲除、精準置換或調控。其在不引入外源DNA的前提下改良作物,在修飾機制、外源基因殘留及法規監管層面與傳統基改作物存在本質差異。

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  3. 3

    近年來因溫室效應加劇導致氣候異常,造成作物生產的損失嚴重,世界各國對作物抗逆境的研究愈來愈重視。請以遺傳特性、育種方法與其他性狀相關之角度來闡述抗逆境育種之特性及須注意那些事項?(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    全球極端氣候使抗逆境育種成為糧食安全核心。抗逆境性狀多屬低遺傳率之複雜數量性狀,常伴隨產量與品質之生理生長代價。育種規劃須深入解析遺傳架構、精準配置育種技術,並兼顧農藝性狀平衡。

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  4. 4

    阿拉比卡咖啡為自交授粉作物,其「藝妓」品種(Geisha)之風味特優,屢獲世界冠軍,是目前世界咖啡產區極受歡迎的品種。臺灣豆商多年前亦引進該品種種子進行繁殖,但農民自行種子繁殖後代發現植株間變異極大。若你是負責咖啡作物之研究人員,該如何將引進之「藝妓」進行品種改良,使其性狀一致,並以最短時間推廣種苗以提高生產效率?(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    阿拉比卡咖啡雖為自交作物,但在田間仍存有一定比例之天然異交,且引進種子可能來源不純導致後代嚴重分離。面對性狀異質困境,應採行「單株選拔結合純化培育」以確立品種特性,並輔以「無性繁殖與體細胞胚胎發生技術」,在最短時間內大量繁殖遺傳均一之優質種苗。

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110 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    請試述下列名詞之意涵:(每小題 5 分,共 25 分)

    (一) Introgression

    (二) Robertsonian translocation

    (三) Emasculation

    (四) High-throughput sequencing

    (五) Hybridization barrier

    (25 分)

    參考架構・破題

    本題測驗作物遺傳育種在基因組漸滲、染色體結構變異、人工去雄技術、現代基因體學定序工具以及遠緣雜交障礙之核心觀念,答題應掌握各項名詞之細胞學或分子機制與育種應用價值。

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  2. 2

    針對臺灣之氣候環境、生物及非生物因子影響,請擬定洋香瓜之育種策略及緣由。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    臺灣洋香瓜產業面臨亞熱帶高溫多濕、颱風豪雨、連作土壤障礙及多種土傳與病毒病害之複合威脅。育種策略應聚焦於多重抗病性、耐濕耐熱、株型與著果穩定性,並兼顧高品質網紋與耐貯運之商務需求。

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  3. 3

    說明由生物性、化學及物理角度,如何誘導植物的多倍體,以及多倍體之特性及檢測方法。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    植物多倍體化能擴增細胞體積、增強器官巨型化並突破遠緣雜交不育瓶頸。可藉由生物學未減數配子、化學有絲分裂抑制劑及物理極端刺激等途徑誘導染色體倍增;並透過細胞學鏡檢、流式細胞儀及外觀氣孔指標進行精準鑑定。

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  4. 4

    說明雜種優勢的遺傳學及分子生物學基礎。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    雜種優勢指雜交第一代在生物量、產量及抗逆性上超越雙親之現象。其基礎在經典遺傳學上主要由顯性假說、超顯性假說與上位性假說所建構;在分子生物學層面則涉及全基因體多態性轉錄調控、表觀遺傳修飾、能量代謝效率及晝夜節律基因網絡之綜合作用。

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109 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    某研究員想將自泰國引進香米品種進行試種,該如何進行合理的引種試驗?(20分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    引種是把外地品種或種原引入本地試種、評估適應性的育種方法,作答要以「引種前評估→合法引入與檢疫→分階段試驗→選拔馴化→推廣」為主軸,並點出泰國香米在臺灣可能遇到的光週期、溫度與病蟲害問題。

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  2. 2

    水稻進行雜交育種時,其 F2世代以後最常採用的管理方法有那三種?請詳述之。(20分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    自交作物雜交後F2起開始分離,育種者要在分離世代中逐步提高同質結合度並選出優良個體。水稻最常用的三種分離世代管理法為系譜法、混合法(集團法)與單粒後代法,作答須說明各法做法、優缺點與適用時機。

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  3. 3

    試述「精準育種」及其在作物上之應用。(20分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    精準育種是整合基因體學、分子標誌、基因編輯、高通量表型與資訊分析,針對目標性狀與基因精準選拔或改造,以縮短育種年限、提高選拔效率的育種模式。作答先定義,再分技術說明,最後舉作物應用。

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  4. 4

    若你是某改良場研究員,欲提出大豆新品種之品種權申請,請問需準備那些資料?(20分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    品種權申請依植物品種及種苗法辦理,核心在證明新品種具備新穎性、可區別性、一致性與穩定性,並有適當品種名稱。作答以「申請文件+試驗資料+種苗樣品+審查流程」組織。

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  5. 5

    解釋名詞並比較兩者之差異:(每小題10分,共20分)

    (一) General combining ability(GCA)、Specific combining ability(SCA)

    (二) Synthetic variety、Composite variety

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題兩小題都是異交作物雜種優勢利用與族群改良的基本觀念,作答須先清楚定義,再從遺傳基礎、估算方式、育種用途比較差異,最好列表。

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108 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    如果你是農試所研究員,請為參訪人員說明異交作物的不同類型,請依據其授粉特性至少寫出四種類型並說明之。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    異交作物是指以異花授粉為主、自然異交率高的作物。造成異交的機制可分為形態構造與生理遺傳兩大類,作答以「機制類型→說明→代表作物→育種意義」逐項說明,至少寫四種。

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  2. 2

    今進行自交作物雜交育種,後代以譜系法處理,請參考下表性狀在不同世代的遺傳力(%),寫出那些性狀應在 F2 單株選拔?那些則適合在較晚世代選拔?並說明理由。(20 分)性狀 F2 F3 F4花色 90 92 92生育期 75 78 88株高 60 73 82百粒重 40 49 60倒伏性 32 40 50產量 18 30 53

    (20 分)

    本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。

  3. 3

    就甘藷這類無性繁殖作物而言,針對其「個體本身具有異質結合性而群體遺傳組成相同」及「個體和群體的遺傳性穩定」等特點說明之。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    甘藷以塊根或莖蔓行無性繁殖,且本身為自交不親和的異交作物,因此個體高度異質結合;但同一營養系的所有植株都由同一個體繁殖而來,遺傳組成相同。作答要說明這兩項特點的成因、育種上的意義與利用方式。

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  4. 4

    請說明分子標誌輔助育種較傳統育種方法之優點,至少寫出四項。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    分子標誌輔助育種(MAS)是以與目標基因緊密連鎖或功能性的DNA標誌間接選拔目標性狀。其優點來自「直接看基因型而非表型」,作答至少列四項,每項附說明與例子。

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  5. 5

    今欲針對番茄果實重量進行雜交育種,發現栽培種番茄與野生種番茄雜交所得 30 粒種子中,僅 2 粒種子發芽,對於這種遠緣雜交之「雜種不育」的問題,請寫出兩種可能原因及解決方法。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    栽培種與野生種番茄雜交後種子發芽率極低,屬遠緣雜交的雜種不親和、不稔或雜種衰弱問題。作答要寫出兩種以上原因,並對應提出解決方法。

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107 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    作物種原蒐集為維持遺傳多樣性之重點工作,請問如何將各式遺傳資源有效的保存下來?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    種原是育種的基礎,保存目的在維持遺傳多樣性並供日後利用。作答以「原生地保存」與「異地保存」兩大策略為主軸,再依繁殖特性說明保存方式,最後補管理面(更新、評估、核心種原、資料庫)。

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  2. 2

    請以大豆、蕎麥、狼尾草及馬鈴薯營養系為例,分別說明這些作物面對不同栽培環境,以何種機制維持產量之穩定性?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    作物維持產量穩定性的機制可分為「個體緩衝」與「族群緩衝」:前者靠單一基因型本身的可塑性或異質結合,後者靠族群內多種基因型互補。題目四種作物分屬自交純系、異交族群與無性營養系,作答要依授粉與繁殖方式逐一對應機制。

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  3. 3

    作物抗病性的轉移雖然比許多數量性狀容易,但仍然很難獲得穩定的抗病品種,請問有那些育種策略可期望維持抗病力的穩定性?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    抗病性多由少數主效基因控制,轉移容易,但病原會演化出新生理小種使抗性崩潰(boom-and-bust循環)。維持抗病力穩定的核心在於降低病原的選拔壓力並增加抗性的多樣性與持久性。

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  4. 4

    請舉例說明植物離體培養可應用於那些育種場合?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    植物離體培養(組織培養)是在無菌人工培養基上培養細胞、組織或器官的技術,可在育種流程的「創造變異、縮短世代、克服雜交障礙、保存與繁殖」各環節發揮作用。作答宜依用途分類,每類配一個作物實例。

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  5. 5

    有機栽培體系農民經常嘗試自行蒐集種原和培育品種,請問該農民是否可申請品種權,請依植物品種與種苗法中有關品種申請權及新穎性之規定說明。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    農民自行蒐集種原、培育品種,只要是「育種者」且品種符合新品種要件,原則上可申請品種權;關鍵在於申請權歸屬與新穎性是否因先前銷售而喪失。作答須先寫可以,再逐一檢視法定要件。

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106 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    請寫出具有 AA 染色體組(genome)的二倍體小麥 Triticum monococcum(2n=2x=14)演化成有 AABBDD 染色體組的六倍體小麥 Triticum aestivum(2n=6x=42)之過程。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    普通小麥是經過兩次自然種間雜交與染色體加倍形成的異源六倍體(allohexaploid),作答要依序交代 A、B、D 三個染色體組的來源、雜交與加倍的步驟,以及每一階段的染色體數。

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  2. 2

    某研究員欲針對開花繁殖習性不明的新興作物(可能是自交作物)進行育種,請說明:

    (一)如何確認其為自交作物?(5 分)

    (二)挑選品種A與B作為親本,欲在未來進行雜交育種,應先對親本植株進行那些評估研究(請至少寫出四項)。(15 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    對繁殖習性不明的作物,第一步是確認授粉方式,因為自交或異交決定後續育種方法;確認後才進入親本評估,為雜交育種奠定基礎。

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  3. 3

    關於無性繁殖作物請說明:(每小題 10 分,共 20 分)

    (一)洋蔥與柑橘的無融合生殖(apomixes)之不同。

    (二)應用在育種上有何缺點(請寫出兩個)?

    (20 分)

    參考架構・破題

    無融合生殖是不經減數分裂與受精即產生種子的無性繁殖方式,後代與母本基因型相同。題目要比較洋蔥與柑橘的類型差異,並指出其對育種的限制。

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  4. 4

    關於基因改造作物(GM crop),請寫出利用遺傳工程技術產生抗嘉磷塞除草劑 GM玉米之步驟。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    抗嘉磷塞(glyphosate)玉米是將對嘉磷塞不敏感的 EPSPS 基因(如來自農桿菌 CP4 菌株)導入玉米,使作物在噴藥後仍能合成芳香族胺基酸。作答依「機制→基因選殖→載體構築→轉殖→篩選→分析→育種與安全評估」逐步寫。

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  5. 5

    某 研 究 員 擬 針 對 高 粱 產 量 進 行 分 子 標 記 輔 助 選 拔 ( marker-assisted selection, MAS),其中 SSR(simple sequence repeats)是高粱常用背景篩選分子標記之一,請寫出:(每小題 10 分,共 20 分)

    (一) MAS 定義。

    (二) SSR 分子標記特性以及如何獲得這些標記?

    (20 分)

    參考架構・破題

    分子標記輔助選拔是以和目標性狀連鎖的 DNA 標記代替或輔助表現型選拔;SSR 因多型性高、共顯性,是高粱等作物前景與背景選拔常用標記。作答先下定義,再說明特性與開發流程。

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105 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    說明 biodiversity 與 genetic diversity?度量遺傳多樣性的方法有那些?如何保存遺傳多樣性?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    生物多樣性是多層次概念,遺傳多樣性是其中最基礎的層級,也是育種變異的來源。作答依「定義區辨→度量方法→保存策略」三段。

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  2. 2

    說明何謂回交(backcross)育種?在何種情形下育種家會選擇回交來育種?親本之選擇條件為何?若 A 為 donor parent(DP),B 為 recurrent parent(RP),請繪圖說明從雜交開始至獲得 BC5F2 世代之過程。並計算 RP 基因組成占族群的百分比及族群純結合性(homozygosity)的百分比。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    回交育種是以優良品種為輪迴親本、反覆與帶目標性狀的供體親本後代回交,在保留輪迴親本遺傳背景下導入少數目標基因。作答要包含定義、適用時機、親本條件、流程圖與計算。

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  3. 3

    作物品種的種類可分為下列幾種:純系品種(pure line variety)、雜交品種(hybrid、合成品種(synthetic variety)及營養系品種(clonal variety)等,請回答:variety)(每小題 5 分,共 20 分)

    (一)各舉一作物說明上述各種類型品種之育成方法。

    (二)各類型品種基因型之特性。

    (三)各類型品種表現型之特性。

    (四)當遭受突然的環境逆境時,何者可能影響較小?

    (20 分)

    參考架構・破題

    四類品種的差異來自作物繁殖方式與育成方法:純系與營養系是同質性的,雜交品種是同質但異質結合,合成品種是異質族群。作答宜用比較表,分「育成方法、基因型、表現型、逆境反應」四欄。

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  4. 4

    說明基因座(locus)與 quantitative trait locus(QTL)二者之異同?請問位於 QTL 上之對偶基因(alleles)是否也符合孟德爾遺傳定律?育種之操作是否有差異?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    基因座是基因在染色體上的位置;QTL 是以統計方法定位出、影響數量性狀的染色體區段。兩者本質都是遺傳因子的位置,差別在效應大小、偵測方式與環境影響。作答須比較異同,回答 QTL 對偶基因是否符合孟德爾定律,再談育種操作差異。

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  5. 5

    請說明下列育種品系之育成原理、遺傳背景之特性及其主要應用方式:(每小題 5 分,共 20 分)

    (一)重組自交系(recombinant inbred lines, RILs)

    (二)近同源品系(near isogenic lines, NILs)

    (三)漸滲品系(introgression lines, ILs)

    (四)雙單倍體(double haploid)

    (20 分)

    參考架構・破題

    RILs、NILs、ILs、DH 都是遺傳研究與育種上用的「永久性族群」或特殊品系,每一個都要寫育成原理、遺傳背景特性、主要應用三點,可用表格整理。

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104 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    某試驗場欲檢測水稻天然雜交率,以一般行株距種植梗稻與糯稻於交互之行中,成熟時逢機採取糯稻的穗,並檢查其 100 粒種子。結果發現有一例為花粉直感(xenia),請回答:(每小題 10 分,共 20 分)

    (一)此例中請寫出水稻的天然雜交率;並回答花粉直感在此例表示的性狀是什麼?

    (二)造成花粉直感的機制為何?

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題以稉稻(非糯,Wx 顯性)與糯稻(wx 隱性)交互種植,從糯稻穗上採種檢查胚乳性狀;凡胚乳變成非糯者即為接受稉稻花粉的天然雜交粒,屬於花粉直感現象。作答須先算出雜交率,再以雙重受精說明胚乳為何當代就表現父本性狀。

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  2. 2

    某研究員以產量為育種目標,利用水稻雜交親本組合(IR64×TNG67)相同的兩個後代族群,進行以譜系法(pedigree method)與混合集團法(bulk-population method)之比較,在 F7 世代進行產量檢定,結果發現混合集團法得到較高產系統。請解釋可能原因。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    產量是低遺傳率、受多基因與環境強烈影響的數量性狀;譜系法在早世代以單株目測選拔產量效率低,而混合集團法保留大族群至後期再選,故 F7 檢定時反而得到較高產系統。作答應從遺傳率、族群大小、基因型異質結合、天擇與選拔時機等角度說明。

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  3. 3

    胡瓜和玉米均屬於異交作物,二者進行純系選種法所得自交系,在利用上有何不同?請說明之。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    胡瓜與玉米雖同為異交作物,但兩者自交弱勢(近親衰退)的程度差異很大:玉米自交系生活力與產量明顯下降,主要作為生產一代雜交種的親本;胡瓜近親衰退輕微,自交系本身即可作為品種推廣,也可作雜交親本。作答以此對比展開。

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  4. 4

    關於基因改造植物(genetic modified plant, GM plant):(每小題 10 分,共 20 分)

    (一)請寫出其定義並列出兩種基因轉殖方法。

    (二)下列作物有成功生產 GM 且推廣者,請各舉一例說明其基改之主要目標性狀:木瓜,玉米,大豆,水稻,番茄。

    (20 分)

    參考架構・破題

    基因改造植物是利用遺傳工程技術把特定外源基因(或改造自身基因)導入植物基因組並能穩定遺傳表現的植物。作答先寫定義與轉殖方法,再逐一列出五種作物已商業化或核准的基改產品與目標性狀。

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  5. 5

    作物對於病害的抵抗性除了本身是否具有抗性遺傳因子外,與植物本身之形態或生理性狀有很大關係,請分別舉出兩個形態性狀及兩個生理性狀的例子,並說明之。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    作物抗病性除了抗病基因(如垂直抗性 R 基因)外,植株本身的形態結構可阻擋病原侵入,生理生化特性則可抑制病原發展,兩者合稱被動與主動的抗病機制。作答須各舉兩例形態、兩例生理性狀並說明機制。

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103 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    混合育種法(Bulk Breeding Method)在 F2 採取集團栽培且不選拔的操作方式,試述此育種族群的基因頻度會受那些因素影響?(9 分)此混合育種法可用來改良那些性狀?(6 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    混合育種法在 F2 起集團栽培、不做人工選拔,族群組成隨世代演變主要受族群遺傳學的四種力量與作物繁殖特性影響;因自然選擇扮演主角,此法適合改良遺傳率低、且與自然選擇方向一致的性狀。

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  2. 2

    何謂回交育種法(Backcross Breeding Method)?(5 分)那些關鍵因素會影響回交育種的成敗?(10 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    回交育種法是把提供者親本的少數優良性狀(多為質量性狀,如抗病基因)移入綜合性狀優良的輪迴親本,經多次回交恢復輪迴親本的遺傳背景;成敗取決於親本選擇、目標性狀的遺傳特性、回交次數與族群大小、以及連鎖累贅等。

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  3. 3

    若欲提升作物的產量作為育種目標,如何進行此作物性狀改良以達成增產的目標?(15 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    產量是由多基因控制、低遺傳率、與環境交感大的複合性狀,直接選拔效率低;增產育種應把產量拆解成產量構成要素與生理、形態相關性狀,結合適當的育種方法與檢定體系,從「提高潛能」與「穩定產量」兩方面著手。

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  4. 4

    利用混合選種法(又名集團選拔法 Mass Selection Method)作為已馴化異交作物族群增產的方法,往往遭致失敗;試述有那些因素會影響混合選種法致使其無法達成增產目標?(15 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    混合選種法以表型選拔優良個體、混合其種子繁殖下一代,對遺傳率高的性狀有效;但已馴化異交作物的產量屬低遺傳率數量性狀,且選拔只控制母本,因此增產效果常不明顯。作答要從遺傳、環境、授粉與族群各面向分析失敗原因。

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  5. 5

    何謂雄性不育(Male Sterility)?(4 分)利用雄不育系(Male Sterile Line)生產一代雜種有那些意義?(10 分)遺傳上雄不育系有那些類型?(6 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    雄性不育是植物無法產生有功能花粉、但雌蕊正常的現象;在雜交種子生產上可取代人工去雄,是大規模利用雜種優勢的關鍵工具。作答依題目三小題:定義、在 F1 生產上的意義、遺傳類型。

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  6. 6

    請試述下列各名詞之意涵:(每小題 5 分,共 20 分)Linkage Apomixes Ecotype Genetic Drift

    (20 分)

    參考架構・破題

    名詞解釋題每題 5 分,作答公式為「定義+機制或特徵+在育種上的意義或實例」,每個名詞寫約五到八行即可。

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102 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    樹豆為常異交作物,請說明利用譜系法(pedigree method)選育新品種之育種程序(自 F1 世代至新品種命名)及各世代之育種操作。相較於混合法(bulk method),採用譜系法有何優點?(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    譜系法是自 F2 起逐代進行單株選拔並記錄親緣系譜,直到育成同質穩定系統的育種方法。樹豆為常異交作物,天然雜交率不低,因此程序中除一般自交作物的操作外,必須加入套袋或隔離以防天然雜交、維持選拔系統的純度,這是本題的特色與得分點。

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  2. 2

    請說明玉米單交雜種(F1 hybrid)之育種程序,並且說明此種品種之特點。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    單交雜種是兩個自交系雜交的F1,利用雜種優勢(heterosis)取得高產與整齊度。作答先寫「育成自交系→測定組合力→選出最佳組合→制種」的程序,再分優點與缺點寫品種特點。

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  3. 3

    請說明有性繁殖作物誘變育種之流程(自誘變材料選擇至新品種育成),並且說明各世代之育種操作。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    誘變育種是以物理或化學誘變劑提高突變頻率,從後代中選出有利突變體。有性繁殖作物的關鍵在於:突變多為隱性,M1不易表現,要到M2分離後才能篩選,因此要依世代寫出各代的操作重點。

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  4. 4

    請回答下列各題:(每小題 5 分,共 25 分)

    (一)為何利用分子標誌輔助選種所育成之作物品種不需要經過生物安全性評估?

    (二)我國水稻品系產量比較試驗需區分為初級與高級試驗之目的為何?

    (三)為何作物育種家常保存核心種原(core germplasm)?

    (四)為何作物利用回交方法轉移一對顯性基因較轉移一對隱性基因容易進行?

    (五)請解釋作物栽培品種抗病特性衰退之主要原因。

    (25 分)

    參考架構・破題

    本題五小題各5分,每小題直接回答原因,分兩三點說明即可,重點在原理正確、用詞精準。

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