作物改良概要　申論題歷屆試題與參考架構

112 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   臺灣有很豐富的野生大豆種質資源，其中特有種Glycine fomosana是栽培大豆（Glycine max）的近緣野生種，請試述何謂近緣野生種？及其在育種上的重要性？（25分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   近緣野生種是與栽培種親緣相近、可直接或間接與之雜交交換基因的野生物種，是作物改良最重要的外部基因資源；答題先定義、再說明基因庫層級，最後聚焦在育種利用與保存。

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2. 2

   異交作物選種時如何進行後裔檢定（progeny test），以確保遺傳力？（25分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   異交作物族群內個體高度異質且為雜合，單株外表現型不能直接代表其基因型，故必須以其後裔的表現來評估親本的遺傳價值；後裔檢定的重點在於用重複、多環境的後裔表現，提高選拔的可靠度與遺傳力。

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3. 3

   請試述水稻雜交時如何進行母本之去雄？如果你是改良場水稻研究人員，育成新品種過程需進行那些特性檢定？現有農民來技轉水稻新品種，該如何輔導他進行良種繁殖？（25分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   本題含三小問：水稻雜交去雄技術、新品種育成過程之特性檢定、以及農民技轉品種之良種繁殖輔導。作答須兼顧技術、品種審查與種子生產體系。

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4. 4

   何謂基因連鎖（linkage）？請試述基因連鎖在育種上之利用。（25分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   基因連鎖是位在同一染色體上的基因傾向於一起遺傳，不符合獨立分配律的現象；答題先定義連鎖與重組，再說明連鎖對育種的正反兩面影響與應用。

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111 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   請翻譯並試述各名詞在育種上的意涵：（每小題 4 分，共 20 分）

   （一） Inversion

   （二） Top cross

   （三） Heterosis

   （四） Essentially derived variety（EDV）

   （五） Emasculation

   （20 分）

   參考架構・破題

   本題五個名詞皆為育種學基本概念；每小題 4 分，宜各寫「中文譯名＋定義＋育種意涵」約三至四行，不需長篇。

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2. 2

   （一）請說明作物之八大起源中心及其次中心。（10 分）

   （二）寫出下列各商品其主原料之作物起源中心。（10 分）美國黃豆西洋櫻草西瓜中國南瓜紐西蘭奇異果

   （20 分）

   參考架構・破題

   本題考瓦維洛夫（N. I. Vavilov）的作物起源中心學說。第一小題要列出八大中心和次中心，各舉代表作物。第二小題的陷阱在商品名稱：「美國」「中國」「紐西蘭」是產地或商品名，不是作物的起源地。作答時要先點破這一點，再逐一寫出起源中心。

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3. 3

   如果你已育成一 F1 品種，但手頭上無雄不稔系，請問如何獲得並確認為何種類型之雄不稔？請說明導入一種類型的雄不稔至你所育成品種之程序。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   要為既有 F1 雜交品種取得雄不稔性，需先判斷手邊材料可能屬於哪一類雄不稔，再以回交轉育方式導入親本，並建立維持系；答題應分為「類型鑑定」與「導入程序」兩部分。

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4. 4

   請說明混合選種法（Mass selection）的方法及運用在自交作物與異交作物的差異與內涵。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   混合選種法是從一個混雜族群中依表現型選出若干優良個體，種子混合後繁殖，並可重複進行；其在自交作物與異交作物的意涵不同，關鍵在於遺傳組成與授粉方式。

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5. 5

   就 Genome map 而言，有 physical map 及 genetic map 兩種，請舉例其類型並說明兩者之間在運用上的差異。 （20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   基因體圖譜依建立原理分為遺傳圖譜（依重組率）與物理圖譜（依實際 DNA 距離），二者互補；答題先分別列舉類型，再比較在育種與基因體研究上的用途。

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110 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   請就正向遺傳學（forward genetics）說明誘變處理如何應用於作物育種。（30 分）

   （30 分）

   參考架構・破題

   正向遺傳學（forward genetics）是從表現型出發，尋找造成該表現型的基因；作物育種中以誘變處理創造隨機突變，再篩選突變體並定位基因，也可直接育成品種。作答應涵蓋誘變劑、材料處理、篩選世代與應用途徑。

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2. 2

   請說明使用自交系（inbred lines）進行合成品種（synthetic variety）的育種程序。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   合成品種是將若干經選拔的自交系混合互交後，讓其自由授粉而成的品種；重點在親本自交系的選拔（一般組合力）、合成與後續世代維持。答題按程序條列。

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3. 3

   請比較不同繁殖方式作物在個別植株、品種與種的遺傳特性，並說明其與育種的關係。（30 分）

   （30 分）

   參考架構・破題

   作物依繁殖方式可分為自交（自花授粉）、異交（異花授粉）與無性繁殖（含無融合生殖）；不同方式決定植株、品種與物種層級的遺傳組成，並因而決定適用的育種方法。

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4. 4

   請說明下列專有名詞之意涵。（每小題 5 分，共 20 分）

   （一） Law of independent assortment

   （二） Balancing selection

   （三） Multiple population breeding system

   （四） Dysploidy

   （20 分）

   參考架構・破題

   本題四個名詞涵蓋遺傳學基本定律、族群遺傳選擇型式、族群育種策略與染色體結構演化；每小題 5 分，宜各以定義加育種意涵約四至五行說明。

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109 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   請試述下列名詞之意涵及其在育種之應用： （每小題5分，共25分）

   （一）diallele cross

   （二）distinctness, uniformity and stability（DUS）testing

   （三）genotyping-by-sequencing

   （四）apomixis

   （五）genomic selection

   （25 分）

   參考架構・破題

   五個名詞橫跨傳統數量遺傳、品種權管理與分子育種，每小題 5 分，宜採「定義＋原理一句＋育種應用」三段式，篇幅平均分配。

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2. 2

   近年來，全球原住民紛紛重視其傳統作物，在臺灣稻米和小米已經栽種5000年之久，每個部落保存其不同稻米和小米的品系，稱之為地方品系（landrace）。請問這些地方品系對於現代育種有何重要性？若在一部落發現香米陸稻，經由遺傳分析發現是由一顯性基因所調控。如何用傳統雜交育種將此香味基因導入稉稻，育成新的稉稻香米品種。（25分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   本題分兩部分：先論述地方品系作為遺傳資源的價值，再設計以雜交（回交）育種將陸稻香米的顯性香味基因導入稉稻的完整流程，後者是配分重點。

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3. 3

   鳳梨新品種「台農23號」具有芒果香氣，暱稱為芒果鳳梨。

   （一）無子鳳梨是以何種生殖特性育成？（5分）

   （二）此生殖特性在不同物種分為那兩種？（8分）

   （三）可以那三種方法克服此特性。（12分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   鳳梨果實無子源於自交不親和性加上單偽結果（不需受精即可結果），題目依序問生殖特性、其兩大類型及三種克服方法。

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4. 4

   近年來在東部及西部許多水稻田中發現許多長的和水稻很像，但是不同的植株可能在株高、穗形、穗顏色等性狀不同，這些異型株非常多樣化。

   （一）請問這些類似水稻的植株可能為那種物種？（5分）

   （二）有那些性狀會降低米質？（4分）

   （三）有那些性狀讓其可以生存於水稻田中？（4分）

   （四）如何從水稻的種子繁種制度中來改善這個問題？（12 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   田間與水稻形態相似但性狀多樣的異型株，應答為雜草稻（weedy rice），核心在其與栽培稻的親緣、危害米質的性狀、適存性狀，以及如何藉種子三級繁殖制度與田間管理防治。

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108 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   試說明作物不同的雄不稔性及其應用。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   雄不稔（雄性不孕）指植株不能產生有功能花粉而雌蕊正常，依成因分遺傳型、細胞質型、細胞質－核互作型、環境敏感型與化學誘導等，主要應用在省去人工去雄的雜交種子生產。

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2. 2

   何謂外表型輪迴選種（phenotypic recurrent selection）？試說明一般組合力檢定（general combining ability test）與特殊組合力檢定（specific combining ability test）有何不同？（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   本題兩部分：說明外表型輪迴選種的定義與步驟，再比較一般組合力檢定與特殊組合力檢定的檢定者、對應遺傳效應與使用時機。

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3. 3

   試說明作物自交不親和性（self-incompatibility）的類型、成因及其克服方法。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   自交不親和性是雌雄器官皆正常、但自花授粉無法受精的現象，由 S 對偶基因系統的辨識反應造成；答題依「類型→成因（機制）→克服方法→育種應用」組織。

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4. 4

   試說明不同遺傳率估算公式及其應用。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   遺傳率是外表型變異中可歸因於遺傳的比例，分廣義與狹義；本題要說明各種估算方法的公式與適用材料，並說明遺傳率在育種上的用途。

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107 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   性狀檢定表中將性狀區分為質量性狀、數量性狀及擬質性狀三種，例如水稻，請說明這三種性狀在遺傳育種的特性及處理方法。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   質量性狀、數量性狀、擬質性狀是 UPOV 性狀檢定準則對性狀表現型態的分類，應依變異是否連續、控制基因多寡、受環境影響程度比較，並說明在育種與檢定上的處理方式，以水稻舉例。

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2. 2

   請說明一般作物的育種目標，並針對育種目標在種源收集時如何決定引種地。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   育種目標是決定種原收集方向的前提；本題先列一般作物的育種目標，再說明如何依目標性狀的來源與環境相似性決定引種地。

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3. 3

   在自交作物的育種上，單粒後裔法較譜系法有那些優缺點？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   單粒後裔法（SSD）與譜系法都是自交作物雜交後代的處理方法，差別在早期世代是否進行選拔；本題先簡述兩法做法，再以譜系法為對照，條列單粒後裔法的優缺點。

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4. 4

   請說明 backcross 及 testcross 之定義及其適用時機。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   backcross（回交）與 testcross（測交）都是與特定親本的雜交，但目的不同：回交在恢復輪迴親本並導入目標基因，測交在檢定待測個體的基因型或組合力。

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5. 5

   請說明在種間雜種時，產生 F1 及回交世代之困難點。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   種間雜交受生殖隔離限制，困難可分成「做不出F1」（受精前與受精後障礙）與「F1之後走不下去」（雜種不稔、雜種崩潰、聯鎖累贅）兩層，作答依世代順序說明，最後簡述克服方法收尾。

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106 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   某研究員擬進行水稻抗稻熱病的抗病育種，請說明（至少三個）抗病材料的來源。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   抗病育種的第一步是找到帶有抗病基因的材料。稻熱病菌生理小種變異大，抗病材料應從栽培種、近緣野生種到人為創造變異多方來源搜集，並以接種鑑定確認抗性。

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2. 2

   某研究員將一抗性水稻品種與米質優良的台梗九號進行雜交，雜交的後代擬以譜系法處理，請寫出譜系法的進行方法步驟。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   譜系法是自交作物雜交後，從F2起逐代進行單株選拔並記錄親子關係，直到系統純合後再進行產量試驗的方法。本題以抗性品種×台稉9號為例，選拔目標為抗病兼具優良米質。

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3. 3

   作物授粉習性會造成育種行為不同，今有異交作物（如玉米）欲進行品種改良，請說明其育種行為與自交作物有何不同（至少寫出五項）？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   自交作物個體多為純合，族群由多個純系組成；異交作物個體高度雜合、族群為雜合異質，且有近交衰退與雜種優勢。授粉習性不同決定了選種單位、授粉控制、品種型態與採種方式都不同。

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4. 4

   某種苗公司擬以「簡單輪迴選種」進行甜玉米的甜度育種計畫，請說明（一）其進行步驟，（15 分）（二）簡單輪迴選種與混合法的步驟有何不同？（5 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   簡單輪迴選種是異交作物族群改良方法，以「選優良單株自交、評估，再將入選者相互雜交重組」為一個輪迴，逐輪累積甜度的有利基因；與只靠母本選擇、開放授粉的混合法差別在於雙親控制與自交評估。

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5. 5

   某研究員經十年努力終於育成一抗病且口感品質極佳的稻米新品種，命名為 T888 之後欲進行推廣，擬採用政府規定之「種子繁殖三級制」的推廣法，請說明（一）何謂原原種及原原種田？（5 分）（二）在原原種田中關於新品種的⑴種植⑵管理⑶收穫應注意那些重點？（15 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   新品種推廣須維持品種純度，種子繁殖三級制依原原種、原種、採種逐級繁殖，原原種為最源頭，其田間作業的重點在「防混雜、去雜劣、保純度」。

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105 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   試以十字花科作物為例，說明在何種情形下會利用遠緣雜交育種？遠緣雜交育種會出現的障礙有那些？如何克服遠緣雜交育種障礙？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   十字花科蕓薹屬物種間親緣關係清楚，是遠緣雜交育種的經典材料。當栽培種缺乏所需基因或要創造新作物時，就需遠緣雜交，但會遭遇受精前後的生殖障礙，須以雜交技術、胚拯救、染色體加倍等方法克服。

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2. 2

   下列作物育種學的基本概念（一） inbred line，（二） hybrid F1 seeds，（三） synthetic variety，

   （四） pedigree method，（五） back-cross method，請敘述各項目之中文專有名詞及其定義，可以實例補充。（每小題 4 分，共 20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   本題考作物育種五個基本名詞，每小題4分，作答要寫出正確中文名稱、精確定義，並各附一個實例或用途。

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3. 3

   生物技術在作物改良上可應用在那些方面？試以實例說明其意義與方法。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   生物技術可在作物改良的「創造變異、加速選拔、快速繁殖、種原保存」等環節發揮作用，作答宜分類說明各技術的原理、方法並配合實例。

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4. 4

   何謂植物種質資源（plant germplasm resources）？種質引種需經過馴化並經引種試驗，其內容包括那些項目？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   植物種質資源是育種的原料，指一切帶有可遺傳變異、可供作物改良利用的植物材料。引進的種質須經檢疫、馴化與系統性的引種試驗，確認其適應性與利用價值後才能推廣或作為育種材料。

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5. 5

   說明異交作物之純系選種法？其後裔可能發生之影響？以玉米為例敘述其步驟。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   異交作物的「純系選種」實際上是以連續人工自交與選拔育成純合的自交系，其後裔會出現近交衰退等效應；玉米以此育成自交系，再經配合力測定組成雜交種。

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104 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   說明作物品種（variety）的五個類型：Clone variety、Line variety、Open-pollinated variety、Synthetic variety 及 F1 hybrid variety 的育成及其遺傳組成之特性。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   品種類型由作物繁殖方式與授粉習性決定。可用「純合或雜合、同質或異質」兩個軸向來比較五類品種的遺傳組成，並分別說明育成方法。

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2. 2

   說明遠緣雜交（introgression breeding）育種？施用時機？可能遭遇那些困難？要如何解決？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   遠緣雜交是種間、屬間等親緣關係較遠的個體雜交，再經回交把野生種或近緣種的優良基因滲入（introgression）栽培種。作答依序寫定義、施用時機、困難、解決方法，困難與對策最好一對一寫。

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3. 3

   今有一水稻的基因轉殖品種（transgenic plant）P，帶有 A（抗病）、B（抗蟲）等二個轉殖基因（transgenes），分別位於不同對染色體上，由於 P 品種的農藝性狀及米質不佳，不符合市場需求。請擬定一個非基因轉殖的育種計畫，將 A、B 二個基因導入臺灣栽培面積最廣的良質米品種臺南 11 號（TN11），以育成一個既抗除草劑且抗蟲的 TN11 新品種。請詳細列世代、流程及操作方法。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   這題考回交育種與標誌輔助選拔：以 TN11 為輪迴親、轉殖品種 P 為提供親，利用兩個轉殖基因位於不同染色體、可獨立分離的特性，逐代回交並同時選兩個基因，最後自交固定成同型合子。要列出世代、流程與操作方法。

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4. 4

   A、B、C、D、E、F、G、H 為八個玉米自交系（inbred lines），請畫出如何建立下列雜交組合之流程：單交種（single cross）、三交種（three-way cross）、雙雜交種（double cross）及回交種（backcross）？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   題目考玉米雜交種類型的組成。答題重點是用八個自交系畫出每種雜交組合的流程圖，並標出母本、父本與所需世代，最後補充各類型的特性比較。

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5. 5

   如果你有一個即將育成的花生新品種，請問你要如何申請植物品種權 PVR（plant variety right）？請說明申請品種權所需要進行的 DUS test？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   我國植物品種權依植物品種及種苗法申請，核心要件是新穎性與 DUS（可區別性、一致性、穩定性），外加適當品種名稱。答題分申請程序與 DUS 試驗兩大段。

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103 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   請說明下列名詞之意涵：（每小題 5 分，共 20 分）disease escaping reciprocal translocation parthenogenesis dominance theory

   （20 分）

   參考架構・破題

   四個名詞各 5 分，每個寫中文名稱、定義、機制或特徵、在育種上的意義或實例，篇幅平均分配。

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2. 2

   請寫出馴化試驗之步驟。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   馴化（引種馴化）試驗是把外地或國外品種引進本地，經觀察與比較確認其適應性，再直接推廣或作育種材料。答題按時間順序寫步驟，每步交代目的與做法。

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3. 3

   純系選種通常系內只第一次選種有效，今某種棉花連續選種(自交第二代或之後)仍有效果，請至少寫出三個可能原因說明之。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   依 Johannsen 純系學說，純系內的變異屬環境變異，選種無效；若棉花連續選種仍有效，表示族群內仍有遺傳變異。答題先說明純系學說，再列出至少三個造成遺傳變異的原因並各自解釋。

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4. 4

   甘藷不開花為其育種之一大障礙，請至少寫出三種可以促進甘藷開花的方法。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   甘藷為短日植物，在臺灣平地多數品種不易自然開花或開花少，限制雜交育種。答題列出至少三類促進開花的方法，每項說明原理與操作。

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5. 5

   請說明作物進行秋水仙素誘變時應注意那些事項，以確保成功產生多倍體。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   秋水仙素抑制紡錘絲形成，使複製後的染色體無法分向兩極而加倍。要成功產生多倍體，關鍵在處理材料、濃度與時間、方法、環境條件與後續鑑定，答題依這些面向逐項說明。

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102 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   請寫出三種天然自交作物（self-pollinated crop）及說明這類作物所具備的特徵為何？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   題目分兩部分：舉三種天然自交作物，並說明自交作物在花器、遺傳與族群上的共同特徵。特徵是配分重點，宜分類列點。

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2. 2

   請說明自交作物純系選種法（pure-line selection）的步驟。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   純系選種是從自交作物的混雜地方品種或族群中選出優良單株，經後裔檢定育成純系品種，理論基礎是 Johannsen 的純系學說。答題先寫原理，再依年次寫步驟。

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3. 3

   異交作物大略分為雌雄異株作物，雌雄同株作物，以及兩性花作物。（一）請各舉一例 說明此三大類異交作物。（6 分）（二）請寫出造成異交作物較自交作物的育種方法更為複雜的原因有那些？（14 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   第一小題各舉一例並說明為何異交；第二小題配分較高，要從族群遺傳、自交弱勢、授粉控制、雜種優勢利用與品種維持等面向，說明異交作物育種比自交作物複雜。

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4. 4

   依照作物帶有之抗病基因對不同病原菌生理小種之反應，可分為垂直抗性（vertical resistance）與水平抗性（horizontal resistance），請敘述說明。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   本題核心在於區分「小種專一性」與「非小種專一性」兩類抗病性。破題可先點出 Van der Plank 依寄主品種對病原菌不同生理小種的反應型態提出垂直抗性與水平抗性的分類，再從遺傳基礎、作用機制、穩定性與育種應用逐項比較。

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5. 5

   請說明下列問題：（每小題 5 分，共 20 分）

   （一）種間雜交（遠緣雜交）之 F1 雜種間不稔原因。

   （二）一般組合力（general combining ability）與特殊組合力（specific combining ability）。

   （三）何謂 synthetic variety 與 composite variety。

   （四）良種繁殖三級制的原原種（breeder seed）、原種（foundation seed）及檢定種（certificated seed）的定義。

   （20 分）

   參考架構・破題

   本題四小題各 5 分，屬名詞解釋型，每小題約寫三到五句：先給定義，再補原因或比較，最後一句帶出育種上的意義。時間平均分配，不要在第一小題寫太長。

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