題組內容

四、張三和李四以 102 個國內外常見水稻品種,調查第一期作和第二期作的抽穗期和 6 個抽穗期基因之基因型,分析抽穗期基因遺傳歧異度在臺灣栽培環境下與抽穗日數的關係。分別摘錄臺灣和日本四個水稻品種,此 6 個抽穗期之基因型和抽穗日數如下:

請回答下列問題:

(一)分析四個臺灣品種之抽穗期基因型與抽穗期之關係。(5 分)

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​一、 四個臺灣品種之基因型與抽穗期總覽

四個臺灣品種的抽穗期表現皆屬於晚熟型(第一期作抽穗天數介於 93 至 96 天,第二期作介於 62 至 69 天)。在基因型層面,四者在 EHD1(皆為 II 型)、RFT1(皆為 I 型)及 GHD7(皆為 I 型)三個基因位點上完全一致,顯示其抽穗期的微幅差異主要受 HD6、HD1 與 DTH8 等位基因多型性(Allelic variation)之調控。

​二、 基因型變異與抽穗期關係之分析

​基本連鎖背景(EHD1-II、RFT1-I、GHD7-I)保持晚熟基調

四個品種均攜帶 EHD1-II 基因型,此基因型構成了臺灣在地品種在高溫長日或短日環境下維持較長營養生長期的核心遺傳背景,使整體第一期作抽穗日數均維持在 90 天以上。

​基因型型態與個別品種表現分析

​桃園3號(HD6-II / EHD1-II / DTH8-II / HD1-II / RFT1-I / GHD7-I):

其一期作抽穗期為 95 天,二期作 62 天。此組合展現典型臺灣蓬萊米的高溫高產、生育期適中之遺傳型態。

​臺中194號與臺南11號(HD1-XVIII 型之效應):

兩品種在 HD1 基因位點皆為 XVIII 型,HD6 亦皆為 I 型。兩者一期作抽穗期均為 95–96 天,表現相當一致;但在二期作時,臺南11號(DTH8-I)抽穗天數為 69 天,較臺中194號(DTH8-II,63 天)延長了 6 天,顯示 DTH8-I 等位基因在二期作環境下具有延緩抽穗之累積效應。

​高雄145號(HD1-IV 型之效應):

高雄145號在 HD1 位點為 IV 型(其餘基因型與桃園3號完全相同)。其一期作抽穗天數為 93 天,為四品種中最早抽穗者;二期作則為 63 天,說明 HD1-IV 型在一期作長日照環境下具備微幅促進抽穗(縮短營養生長期 2 天)之效果。

​三、 綜合結論

臺灣四個栽培品種之抽穗期基因型高度趨同(特別是 EHD1、RFT1 與 GHD7),確保其能高度適應臺灣低緯度、一二期作光溫差異大的栽培環境。品種間微幅的抽穗期差異主要取決於 HD1 基因型的多樣性(如 II、IV、XVIII 型間的切換),以及 DTH8 基因型對二期作抽穗天數的微調作用。