【書寫】什麼是「F1種子」

文/毛毛

什麼是「F1種子」

在一些關於種子企業或是農民保種的文章中，有時可以見到「F1種子」這個名詞，而到底F1種子是什麼呢？最直接的說明，F1是指植物經過雜交產生的種子長出來的第一子代，F1種子就是雜交產生的種子。而這類種子有什麼特別，就要從種子裡頭的基因開始說起了。

 孟德爾與豌豆

孟德爾 (Gregor Mendel, 1822~1884)是一位奧地利的修道院僧侶，他以豌豆作實驗並推論出生物的遺傳法則，奠定了日後遺傳學研究的基礎。在今天，他被稱為「遺傳學之

父」。

當時孟德爾栽種了大量的豌豆，依照他們不同的特性將他們分類，如豌豆的花色是紫色或白色、豆子的表皮是圓滑或皺縮、顏色是黃色或綠色等等。將這些性狀不同的豌豆相互授粉雜交，生產出的種子再次栽種，觀察他們的性狀跟父母的性狀之間的異同。經過大量的實驗與數學推論之後，他提出了「孟德爾法則」。幾個要點如下：

1. 生物的體內存在一對對的「基因 (Gene)」，基因將生物的特性遺傳給後代。

2. 一對基因上有兩個「等位基因 (Allele)」，這兩個等位基因可能相同，可能不同。

3. 不同的等位基因會表現出不同的特性，而且會有顯性、隱性的分別。

例：等位基因Y會讓豌豆顏色表現出黃色，y則會讓豌豆表現出綠色，其中Y是顯性基因 、y是隱性基因。這個時候，一對YY基因會產生黃色豌豆，而Yy基因型同樣會產生黃色豌豆，因為顯性基因的表現蓋過了隱性基因，只有同時擁有兩個隱性基因的yy基因型才會產生綠色的豌豆。

4. 分離律：植物在產生配子(即雄蕊的花粉或雌蕊的胚株)時，一對基因上的兩個等位基因

會隨機的分離，並在和另一植株交配後跟另一植株的同一組對偶基因重組，形成一對新的基因。

例：將YY基因型的植株和yy基因型的植株雜交後會產生Yy基因型的後代，而將Yy基因型

和Yy基因型再互相交配，就可能隨機產生YY, Yy, yy三種基因型。

5. 獨立分配律：每一組對偶基因的分離都是獨立的，彼此不互相影響。

例：碗豆種子顏色的Y/y對偶基因跟豌豆花色的W/w對偶基因，對偶基因的分離彼此互不相干，因此可能有紫花黃豆、紫花綠豆、白花黃豆、白花綠豆四種性狀的豌豆植株。

在後人的研究中，我們慢慢知道基因是什麼，也發現更多的遺傳現像，發現孟德爾法則的「獨立分配律」和「基因顯性隱性」會有例外。但是「一對基因隨機分離後再隨機重組產生後代」這一點，則是生物不變的鐵則。

育種者與品種

回到品種的議題上面。在植物育種的工作中，我們都希望一個品種可以一直保持它的優良特性穩定不變，要做到這件事，就要培育出純系品種。所謂的純系品種是指植株的基因型都是同型結合，也就是每對基因上的兩個對偶基因是相同的，例如AA, aa都是同型結合基因，而Aa則是異型結合基因。要育出純系品種，必須反覆的將植物自交並觀察後代，選出性狀沒有分離的後代，這樣工作往往需要栽種數個世代的植株，花上數年的時間，才能做出夠「純」的品種。

而當我們希望對一個純系品種再改良，或是某些種類的植物具有「雜種優勢」時，育種者可以拿具有不同優良性狀的兩個純系品種來雜交，期望選出同時具有父母雙方優良特性，甚至超越父母表現的品種。在育種術語上面，親本植株的代號就是P，而兩親交配產生的子代就是F1。從F1植株上收穫第二子代F2，進一步栽種、選拔出第三子代F3、再選出F4, F5, F6……，如此經過數個世代的選拔和評估後，才能育出新的品種。

  農民、企業、F1種子

F1植株的基因型是由雙親──兩組不同的同型結合基因型──所結合產生的，因此F1植株的基因型必然是異型結合。一批異結合基因型的F1種子，來自同一對純系父母，因此每一株植物的重要性狀如成熟期、產量、株高等等，不會有太大的差別。但是若農民想自行留種栽種下一代，每一對基因上兩個不同的對偶基因隨機分離並重組，將使長出來的植株表現出各式各樣的性狀。換句話說，整片田的植物可能高矮不一、成熟期不一，造成農人栽培管理和採收的困難。

對農民而言，留種的目的在於保存優良且生長整齊的品種自己利用，省去每季播種購買種子的成本。種子企業讓農民必須跟自己購買種子的其中一個手段就是生產F1種子。只要維持親本純系品種(或在雜交作物中稱作自交系，在此不詳述)，就可以持續利用，生產出無法留種的F1種子。

但對育種者而言，使性狀分離是必須的，如此才能挑出優良的植株以培育成新品種，因此F1世代種子也是許多育種方法的必經程序。

 結語

F1種子是雜交第一代種子的泛稱，是育種的程序之一，也是使農民無法留種的一種方法。但生產F1種子並不全然是「邪惡」的，有些植物確實會因為雜交後的雜種優勢而產生勝過父母表現的後代 (例如玉米常有類似例子)。希望這些資訊在我們下次看見F1種子這個名詞時，能夠對了解文章內容有所幫助。