首頁 / 高考三級 農業技術考古題 / 民國112年 高考三級 農業技術 作物育種學 民國112年 高考三級 農業技術 作物育種學考古題
民國112年 高考三級 農業技術 作物育種學收錄考選部官方試題，共 4 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。
題目與答案
水稻品種「台大高雄1號」是國內首次運用分子標誌輔助選種育成的抗稻
熱病新品種，以高雄145號為輪迴親，國際稻米研究中心（IRRI）引進的
稻熱病判別品系作為貢獻親，每世代以分子標誌檢測抗病基因Pi9。請試
述此方法有何優勢？進行作物之抗病育種時如何維持此品種之抗病力？
（25分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、方法概述與優勢：台大高雄1號以高雄145號為輪迴親，與國際稻米研究中心（IRRI）的稻熱病判別品系（含Pi9）雜交，再以回交結合分子標誌輔助選種（marker-assisted selection, MAS）育成。MAS是以與目標基因連鎖的DNA標誌進行基因型選拔，在苗期只要採少量葉片DNA即可檢測Pi9，不必等到田間發病，可大幅提高選拔效率與準確度。 二、優勢內涵：可縮短育種年限，在溫室或苗期一年完成多個世代；不受田間接種發病之環境變異影響，避免未發病個體被誤選（escape）；可進行前景選拔（foreground selection）確認Pi9存在，並以背景選拔（background selection）加速回復輪迴親遺傳背景；對隱性、上位性及表現延遲之抗病基因亦可有效選拔；並可聚合（pyramiding）多個抗病基因。 三、抗病力維持（品種層面）：稻熱病抗性常因病原菌族群變異而崩解，形成boom-and-bust循環。應採多基因聚合，將Pi9與其他主效抗病基因或部分抗性（partial resistance，數量抗性）結合，以分散病原克服單一基因之選汰壓力，並持續在田間監測稻熱病族群與生理小種變化，作為更換抗源之依據。 四、抗病力維持（制度層面）：推動抗病品種輪替與田間布局，避免同一抗病基因長期大面積單一栽培；以分子標誌檢測種子純度與品系遺傳背景，確保Pi9不流失；並持續由IRRI等單位引進新抗源，配合人工接種檢定與MAS，形成動態之抗病育種體系。
今某數量性狀測定結果為一常態分布，請以選拔模式圖說明選拔界限C
（limit of selection）、選拔強度V%（selection intensity）、選拔差（selection
differential）及選拔效果R（response of selection）。（25分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、圖形結構說明（繪圖指引）：橫軸為性狀表現值（X），縱軸為個體數或機率密度，繪一常態分布曲線，平均數μ位於中央。於μ右側設一垂直線為選拔界限C（limit of selection），C右側曲線下面積以斜線或陰影標示，代表被選留之個體比例，即選拔率V%；左側面積則為淘汰比例。請考生依此結構繪製並標註μ、C、μs、S與R。 二、選拔強度與選拔差：選拔強度i（selection intensity）係以性狀標準差為單位表示之選拔差，i＝S/σp，亦可由選拔率V%查表求得，選拔率愈低則i愈大。選拔差S（selection differential）＝選留個體平均數μs減去原群體平均數μ，即S＝μs－μ，圖上以μ至μs之水平距離表示。 三、選拔效果：選拔效果R（response of selection）＝下一世代平均數μ′減去原群體平均數μ，R＝h²S＝iσp h²＝iσA²/σp，其中h²為遺傳率（heritability），σA²為加性遺傳變方，σp為表現型標準差。圖上以原曲線平均μ至新世代曲線平均μ′之水平位移表示，並繪出新分布曲線。 四、判定與應用：由圖可知C愈往右（V%愈小），S與i愈大，但有效族群數（Ne）愈小，近親衰退與遺傳漂變風險升高；h²低時即使S大，R仍有限。故實際選拔須權衡選拔強度與族群大小，並以擴大樣本、增加重複與控制環境提高h²，使選拔效果極大化。 五、模式限制：本模式假設性狀呈常態分布、遺傳率固定且無基因型×環境交感作用；若分布偏態、性狀為品質性或由少數主效基因控制，則不宜直接套用，須改採其他選拔策略。
目前世界人口增多，糧食生產不足的國家紛紛以生產雜種水稻以解決糧
食問題，請試述如何利用雄不稔系統進行三系雜交法及二系雜交法生產
雜種水稻？及如何維持雄不稔系統？（25分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、三系雜交法之組成：細胞質雄不稔系（cytoplasmic male sterile line, CMS，A系）具不育細胞質與不育核基因，雌蕊正常；保持系（maintainer line, B系）具正常細胞質與不育核基因，與A系雜交可維持A系之不育性；恢復系（restorer line, R系）具恢復基因，與A系雜交產生可育之F1。 二、三系製種流程：繁殖田以A系×B系生產A系種子，維持其雄不稔；製種田以A系×R系生產F1雜種種子供生產使用。須設置隔離區避免外來花粉污染，並依開花期調節父母本播種期使花期相遇，調整行比並輔以拉繩等人工輔助授粉，提高結實率。 三、二系雜交法：以環境敏感雄不稔系（environment-sensitive genic male sterility, EGMS）為母本，包括光敏感（PGMS）與溫敏感（TGMS）。在特定光長或溫度（如高溫或長日）條件下表現不育，用於製種；在適宜可育條件下自交繁殖，不需保持系，故稱二系法。 四、雄不稔系統之維持：三系以B系與A系回交，持續保持不育細胞質與核背景；二系則在可育條件下（如低溫或短日）自交留種，須精確掌握臨界溫度與光長，並選擇冷涼山區或安全繁殖區繁殖，避免生育中途轉為不育而減產。 五、比較與限制：二系省去保持系、恢復源廣泛、配組自由度高，但受氣候影響大、製種風險高；三系較穩定，但受恢復系與不育細胞質來源限制。製種全程須嚴格田間去雜與種子純度檢定，以確保雜種優勢。
植物引入後須進行引種試驗，引種試驗包含那些步驟？並試述一級引種
（primary introduction）及二級引種（secondary introduction）。（25分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、引種意義與試驗步驟：引種（introduction）係將外地品種或種原引入新地區栽培利用。試驗步驟包括：確立目標與種原蒐集、植物檢疫（quarantine）與病蟲害檢查、種子處理與發芽試驗、田間觀察試驗、品種比較試驗、區域試驗與栽培試驗、抗病蟲與品質檢定、示範推廣及種子繁殖。 二、檢疫與觀察試驗：引入材料須依植物防疫檢疫法規隔離檢疫，確認不帶檢疫病蟲害；首年進行觀察試驗，調查生育期、株型、產量構成因素、抗性與適應性，淘汰明顯不適應者，並繁殖足夠種子供後續試驗。 三、一級引種（primary introduction）：指引入之品種性狀整齊、適應當地且可直接利用，未經雜交或選拔改良，經試驗確認後直接申請命名推廣或作為栽培品種，例如直接引進之國外商業品種。 四、二級引種（secondary introduction）：引入材料不直接推廣，而作為育種親本，或經馴化、單株選拔、混合選種、雜交等改良後再利用；亦可引入後經多年馴化選出適應地方之品系，其遺傳組成已與原品種不同。 五、限制與注意事項：引種須注意緯度、海拔、光溫與日照長短之差異，選擇氣候相似地區，避免引入感光性強或適應性窄之材料；並防範外來種入侵與病蟲害傳入，落實檢疫、隔離與田間監測。