高考申論題
109年
[農業技術] 作物育種學
第 三 題
📖 題組：
利用以操作DNA分子生物的工具應用於作物育種，稱之為分子育種。將下列三種情境以最適當、最有效率的分子育種方法來育成新的品系／品種，以改良溫帶型稉稻（Oryza sativa ssp. temperate japonica）耐旱為例，每個方法只能應用一次，並敘述為何使用選定的方法及其優點與缺點。（每小題10分，共30分） (一)此耐旱性基因經由研究，發現澳洲野生稻（O. australiensis）的基因和溫帶型稉稻的基因序列相比後，發現此耐旱性是因為由幾個鹼基對缺失（few-bp deletion）所造成而產生。 (二)此耐旱性基因經由研究，發現只有存在澳洲野生稻（O. australiensis），是由5,000鹼基對（5 kb）轉譯成新的蛋白質而產生抗性。 (三)此耐旱性基因經由研究，發現在熱帶型稉稻（O. sativa ssp. tropical japonica），由10,000鹼基對（10 kb）轉譯成新的蛋白質。
利用以操作DNA分子生物的工具應用於作物育種，稱之為分子育種。將下列三種情境以最適當、最有效率的分子育種方法來育成新的品系／品種，以改良溫帶型稉稻（Oryza sativa ssp. temperate japonica）耐旱為例，每個方法只能應用一次，並敘述為何使用選定的方法及其優點與缺點。（每小題10分，共30分） (一)此耐旱性基因經由研究，發現澳洲野生稻（O. australiensis）的基因和溫帶型稉稻的基因序列相比後，發現此耐旱性是因為由幾個鹼基對缺失（few-bp deletion）所造成而產生。 (二)此耐旱性基因經由研究，發現只有存在澳洲野生稻（O. australiensis），是由5,000鹼基對（5 kb）轉譯成新的蛋白質而產生抗性。 (三)此耐旱性基因經由研究，發現在熱帶型稉稻（O. sativa ssp. tropical japonica），由10,000鹼基對（10 kb）轉譯成新的蛋白質。
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (三)
此耐旱性基因經由研究，發現在熱帶型稉稻（O. sativa ssp. tropical japonica），由10,000鹼基對（10 kb）轉譯成新的蛋白質。
思路引導 VIP
關鍵點：來源是「熱帶型稉稻」，與受體屬於「同種（Oryza sativa）」，只是亞種不同。兩者雜交相對容易，且10kb是大片段。此情境最適合「分子標記輔助回交育種（MABC）」，透過雜交將自然界已存在的基因引進。
小題 (一)
此耐旱性基因經由研究，發現澳洲野生稻（O. australiensis）的基因和溫帶型稉稻的基因序列相比後，發現此耐旱性是因為由幾個鹼基對缺失（few-bp deletion）所造成而產生。
思路引導 VIP
此情境的關鍵在於「幾個鹼基對缺失」且來源是野生稻。這意味著我們知道具體的分子標記（InDel），適合用來篩選。由於來源是異種（澳洲野生稻），雜交會面臨生殖隔離或連鎖累贅。最有效率的方式是利用「基因編輯（Genome Editing）」精準切除受體品種的對應片段，模仿野生稻的變異。
小題 (二)
此耐旱性基因經由研究，發現只有存在澳洲野生稻（O. australiensis），是由5,000鹼基對（5 kb）轉譯成新的蛋白質而產生抗性。
思路引導 VIP
關鍵點：來源是「澳洲野生稻」（不同種），且是一個「新的5kb功能基因」。不同種間雜交極為困難（如四小題所述），且5kb的大片段基因轉移透過傳統回交極難控制。此時應選擇「基因轉殖（Genetic Transformation）」技術，直接將該段DNA置入受體。
分子標記輔助回交
💡 利用分子標記加速同種間優良基因滲入，並精準恢復受體背景。
| 比較維度 | 分子標記輔助回交 (MABC) | VS | 基因轉殖 (Transgenic) |
|---|---|---|---|
| 基因來源 | 同種或近緣種 | — | 跨物種（如細菌至植物） |
| 法規地位 | 非基改技術 | — | 受基改法規嚴格限制 |
| 選拔機制 | 前景+背景分子選拔 | — | 外源基因隨機插入與鑑定 |
| 育種目標 | 精確引入特定基因 | — | 創造全新蛋白或性狀 |
💬同種內基因轉移首選 MABC 以兼顧育種速度、成本與法規合規性。
