高考申論題
112年
[農業技術] 作物育種學
第 三 題
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)
📝 此題為申論題
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本題測驗「隱性性狀/上位效應」在回交育種中的實務操作。解題時首先需計算達到99%遺傳背景回復率所需的回交世代數（需至BC6）。其次，由於目標性狀包含隱性同型合子（bb），回交一代（BC1F1）無法由外觀辨識，傳統上需「交替自交與回交」，因此在敘述流程時，務必提出「同步自交與回交（測交法）」或引入「分子標誌輔助選拔（MAS）」作為加速並確保育種成功的關鍵策略。
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【破題】 本育種計畫的核心難點在於目標性狀包含「隱性上位遺傳（bb）」，導致回交後代（BCnF1）無法直接從外觀判斷是否帶有目標基因。為了使輪迴親（RP）的遺傳背景回復率超過 99%，依據公式 $1 - (1/2)^{n+1} > 99%$，至少需要進行 6 次回交（至 BC6 世代）。 【論述】
▼ 還有更多解析內容
紫果番茄回交育種策略
💡 利用後代測驗或分子標誌克服隱性上位基因在回交過程中的表型屏蔽。
🔗 隱性上位基因回交育種流程
- 1 親本純化與雜交 — DP(AAbb) 與 RP 雜交產生 F1 (AaBb)
- 2 回交與同步自交 — BCnF1 同時與 RP 回交並自交生產 F2 子代
- 3 後代測驗篩選 — 藉由 F2 是否分離出紫果，鑑定 BCnF1 是否帶 b 基因
- 4 連續回交至 BC6 — 重複篩選與回交步驟，使背景回復率 > 99%
- 5 自交固定純系 — 在 BC6F2 選取紫果個體，自交至 BC6F3 獲得純系
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🔄 延伸學習：延伸學習：分子標誌輔助選拔（MAS）可免除傳統「同步自交」的耗時步驟。
