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高考申論題 109年 [園藝] 園藝作物繁殖與育種學

第 一 題

📖 題組:
解釋下列在育種及繁殖上慣用的名詞:(每小題4分,共20分)
📝 此題為申論題,共 5 小題

小題 (一)

Dichogamy

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看到 Dichogamy,應直覺聯想到「雌雄異熟」,這是植物避免自交、促進異花授粉的重要生理機制。作答時需明確給出定義,細分為雄蕊先熟(Protandry)與雌蕊先熟(Protogyny)兩類,並務必搭配具體的園藝作物案例(如洋蔥、酪梨)與實務應用來說明。

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「Dichogamy(雌雄異熟)」指同一朵花或同株植物的雌、雄生殖器官(雌蕊與雄蕊)在不同時間成熟的現象。此為植物在演化上避免自交(Self-pollination)、促進異花授粉(Cross-pollination)的機制,有利於維持族群遺傳多樣性。 特徵與分類包含: (1) 雄蕊先熟(Protandry):花藥釋放花粉的時間早於柱頭具備接受性,例如:洋蔥、胡蘿蔔、芹菜等繖形花科與百合科作物。

小題 (二)

Cline

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看到「Cline (漸變群)」時,應先聯想族群遺傳學與生態學上的地理分布與性狀變異的關係。解題時需點出「環境梯度」、「連續性變異」兩個核心,並結合園藝種原蒐集與育種親本選拔的實務意義進行說明。

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「Cline(漸變群)」指同一物種在連續的地理分布範圍內,因適應不同環境梯度(如緯度、海拔高度等),導致其形態、生理性狀或對偶基因頻率呈現連續性、漸進式變異的現象。特徵包含:(1) 性狀變異呈連續性,缺乏明顯的族群分界;(2) 為物種適應環境變遷與自然選拔的結果;(3) 通常與地理或氣候梯度(如溫度、光照強度)高度相關。在園藝作物育種的實務應用上,了解漸變群有助於種原蒐集與評估,例如蒐集不同海拔的野生番茄或辣椒種原時,可依循其抗寒或抗旱性狀的漸變規律,有系統地精準挑選適合引入抗逆境基因的生態型(Ecotype)作為育種親本。

小題 (三)

Basal plate

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看到「Basal plate」應直覺聯想到鱗莖類球根作物的「基盤」。解題時需精準定義其為短縮變態莖,並具體說明其在無性繁殖上(如切割基盤破壞頂端優勢以誘導小鱗莖)的操作原理與園藝實務案例。

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「基盤(Basal plate)」指鱗莖類(Bulb)作物底部的短縮變態莖。特徵包含:(1) 為鱗莖生長與養分輸導的樞紐,其上方密生肉質鱗片葉與頂芽/側芽,下方則發生不定根;(2) 組織內部及周邊富含潛伏的分生細胞。實務應用為:在球根花卉(如風信子、百合、孤挺花等)的無性繁殖中,常利用人工方式物理性破壞基盤(如十字切割法 cross-cutting、挖除法 scooping 或鱗片扦插 scaling)來打破頂端優勢,藉此刺激基盤創傷面周圍產生大量不定芽,進而發育為小鱗莖(bulblets),是園藝實務上快速擴大商業種球數量的關鍵技術。

小題 (四)

Keikies

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看到「Keikies(高芽)」,應立即聯想到蘭科植物(如蝴蝶蘭、石斛蘭)的無性繁殖現象。答題時須點出其發生部位、遺傳特性(與母株相同)、誘發機制(細胞分裂素)以及實務上的繁殖操作方式。

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「高芽(Keiki)」源自夏威夷語的「嬰兒」,指蘭科植物(如蝴蝶蘭、石斛蘭等)之花梗節位或假球莖上,因側芽萌發而自然生成之帶根營養體小植株。特徵包含:(1) 屬無性繁殖(營養繁殖),遺傳特徵與母株完全一致;(2) 其發生常受環境(如高溫)與植物荷爾蒙(如細胞分裂素 Cytokinin 比例較高)之調控。 實務應用為蘭花的無性繁殖,常以人工塗抹細胞分裂素(如 BA 膏)於花梗芽眼處來誘發;待高芽長出 2-3 條健康根系(約 2-3 公分長)後,即可將其剪下進行獨立盆栽定植,為獲取無性系種苗快速且簡易的方法。

小題 (五)

Proximal

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看到「Proximal」應立刻聯想植物形態學與繁殖學中的「極性 (polarity)」概念。答題時需點出其為「近端」或「近基部」的定義,並舉例說明其在枝條扦插發根(近端發根、遠端發芽)及遺傳學染色體位置上的具體涵義與實務應用。

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「Proximal(近端/近基部)」指植物器官或組織靠近生長軸中心、附著點或母株主幹基部的一端(與 Distal 遠端相對);在細胞遺傳學中,則指染色體上靠近著絲粒(centromere)的區域。特徵與實務應用包含:(1) 極性表現(Polarity):受植物體內生長素(Auxin)向基極性運輸的影響,組織的近端與遠端會展現不同的生理分化潛能。(2) 扦插繁殖實務:在進行枝條扦插(如無花果、玫瑰)或根插時,Proximal 端(近基部)因生長素累積而傾向誘發「不定根」,Distal 端(遠端)則傾向萌發「不定芽」。因此實務切取與插入介質時,插穗之極性方向絕不可倒置,否則將導致繁殖失敗。(3) 分子育種應用:在構建遺傳連鎖圖譜或基因定位時,用以精確描述特定基因座(locus)或分子標誌靠近著絲粒的相對位置。

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