108 高普考高考二級 植物病蟲害防治 植物病理學與植物病原微生物學研究 考古題詳解

108 年・高普考・高考二級・植物病蟲害防治
試題代碼 植物病理學與植物病原微生物學研究

第 一 題15 分

植物傳染性病害的發展過程稱之為病害環(disease cycle),請依序寫出病原菌在病害發展過程中分為哪幾個不同時期?

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核心觀念

本題旨在測驗植物病理學中最核心的「病害環」(Disease cycle)概念。病害環係指在特定環境條件下,病原菌自接觸寄主植物開始,經過致病、增殖、散布,至渡過不良環境並再次引發新感染的一連串連續發展過程。

作答時需明確區分:

  1. 病害環(Disease Cycle):著重於病原菌與寄主交互作用(致病性、寄生關係、病徵表現)的連鎖事件。
  2. 病原菌生活史(Life Cycle):著重於病原菌本身的生物學發育過程(如營養生長、無性與有性世代交替、核相變化等)。

解題方法

本題為高考二級申論題,評分標準側重邏輯時序性、中英文專業名詞的精確度,以及對各時期生物學機制的理解。建議以國際權威教科書(Agrios《Plant Pathology》)之標準架構為基礎,採「時序推進法」切入,將病害環完整依序拆解為三大階段、八至九個具體時期:

  1. 感染前至侵入階段:接種 →\to 附著與萌發 →\to 侵入。
  2. 寄生與發病階段:感染 →\to 蔓延/定殖 →\to 顯症/發病。
  3. 繁衍與殘存階段:生長與繁殖 →\to 傳播 →\to 越冬/越夏(休眠殘存)。

選項分析

本題為非選擇題(申論題),針對考點中考生最常混淆之關鍵時期進行深入辨析與觀念界定:

  • 接種(Inoculation)vs. 侵入(Penetration): 接種僅代表病原菌的繁殖體(接種源,Inoculum)「到達或接觸」寄主植物表面,尚未進入寄主體內;侵入則是病原菌穿過寄主角質層、表皮細胞壁,或經由自然孔口(氣孔、水孔、皮孔)與傷口「進入」寄主內部。二者不可混為一談。
  • 侵入(Penetration)vs. 感染(Infection): 侵入僅屬於物理或酵素作用的進出過程;感染則是病原菌在寄主組織內成功「建立生理寄生關係」,並開始掠奪寄主營養物質。未成功建立寄生關係(如寄主具抗病性誘發過敏性壞死反應 HR)則侵入失敗,不構成感染。
  • 感染(Infection)vs. 定殖/蔓延(Colonization / Invasion): 感染是寄生關係的確立點;定殖則是病原菌菌絲或菌體進一步在細胞間隙、維管束或細胞內深層組織向外擴散的動態過程。
  • 初次接種(Primary Inoculation)vs. 二次接種(Secondary Inoculation): 越冬後首次接觸寄主者為初次接種源,引發初次感染;同一生長季內病原菌在病斑上繁殖後傳播引發的感染為二次感染(構成多環病害 Polycyclic disease 的關鍵)。

解題技巧

  1. 記憶口訣: 可用「接、萌、入、染、殖、症、繁、傳、休」九字訣串聯:
  • 接(接種)
  • 萌(附著與萌發)
  • 入(侵入)
  • 染(感染)
  • 殖(擴展定殖)
  • 症(發病顯症)
  • 繁(產孢繁殖)
  • 傳(傳播擴散)
  • 休(越冬越夏休眠)
  1. 名詞並列: 作答時一律中英對照(如:接種 Inoculation、侵入 Penetration、感染 Infection),展現專業嚴謹度。
  2. 避免常見陷阱:
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第 二 題10 分

請寫出十字花科黑腐病(black rot)、十字花科細菌性軟腐病(soft rot)之病原菌學名、傳播與侵染方式,以及病害診斷要領。

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核心觀念

本題評量考生對十字花科兩大重要細菌性病害之「分類命名學」、「病原菌生物學特性」、「傳播與侵染生態學」及「臨床病害診斷學」的掌握程度。核心觀念包含:

  1. 細菌分類地位與命名沿革:黃單胞菌屬(Xanthomonas)與果膠桿菌屬(Pectobacterium,舊稱 Erwinia)之形態、鞭毛分布與菌體生理特徵。
  2. 侵染途徑與致病機制之本質差異:
  • 維管束系統性感染:以水孔(hydathodes)侵入為主,藉由胞外多醣(EPS)阻塞導管並沿維管束系統擴展(黑腐病)。
  • 薄壁組織潰爛性感染:以傷口(wounds)侵入為主,大量分泌果膠分解酵素(pectolytic enzymes)瓦解植物細胞壁中膠層(軟腐病)。
  1. 田間與實驗室診斷表徵:葉緣 V 字型黃褐色枯斑、葉脈黑化及導管菌流現象(bacterial streaming),與組織水浸狀塌陷、細胞液流失及二次腐生菌滋生引起之強烈惡臭。

解題方法

本題為標準的比較分析型申論題,答題切入點應採「對稱式結構」:

  1. 分別詳述:分別依題旨將黑腐病與軟腐病切分為「病原菌學名」、「傳播方式」、「侵染方式」、「病害診斷要領」四個標準構面作答,內容務必精準且具備專業病理學深度。
  2. 致病機制連結病徵:在說明侵染與診斷時,必須具體交代「病原作用機制如何導致外在病徵」(如:果膠裂解酶導致組織解離潰爛;胞外多醣阻塞木質部導管造成壞疽與維管束變黑)。
  3. 歸納綜整:最後以對照表整合兩者之關鍵鑑別特徵,使閱卷委員一目了然。

選項分析

本題為高考二級之專業申論問答題,無選擇題選項。此處針對歷年考生在各項考點中最常混淆的關鍵進行辨析與剖析:

  1. 學名寫法與新舊分類混淆:
  • 軟腐病菌過去長期歸類於 Erwinia carotovora subsp. carotovora,現行國際分類學已普遍歸入 Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum(或 Pectobacterium 屬)。答題時寫出新學名並註記舊學名,能展現最新學術認知。
  • 黑腐病菌為 Xanthomonas campestris pv. campestris,若遺漏病原小種(pathovar, pv.)僅寫至種名,會因未能專一指出十字花科寄主專化型而失分。
  1. 侵染門戶之混淆:
  • 黑腐病具極高度之「水孔(hydathodes)」侵入專一性,順應吐水現象(guttation)將菌體吸入葉緣維管束。
  • 軟腐病菌缺乏直接突破表皮之能力,極度依賴「機械傷、蟲害傷口、收穫剪口」等物理破壞,不可泛稱為氣孔任意侵染。
  1. 惡臭來源之病理機制誤解:
  • 軟腐病之惡臭非單純軟腐細菌本身排泄物,而是寄主中膠層被果膠分解酵素(如 pectate lyase)瓦解後,細胞碎裂釋出養分,引來兼性厭氧或腐生性細菌(如 Clostridium spp.)二次發酵,分解蛋白質而釋放含硫與含氮揮發物。

解題技巧

  1. 學名格式規範:屬名與種小名、亞種/病原小種名需以斜體書寫,屬名首字大寫,種小名小寫;分類階元縮寫(pv.、subsp.)及命名者則以正體呈現。
  2. 記憶口訣與特徵對比:
  • 黑腐病:「黃單胞、水孔進、走導管、V 字斑、黑葉脈、組織不爛臭」。
  • 軟腐病:「果膠桿、傷口入、化中膠、軟成泥、無黑脈、濃烈腐敗臭」。
  1. 診斷鑑別操作:
  • 黑腐病診斷黃金標準:以刀片橫切葉柄或莖基部維管束,肉眼可見導管變黑呈黑褐色點狀或環狀;切取病斑邊緣於顯微鏡下觀察,可見木質部開口湧出大量「細菌噴流(bacterial streaming)」。
  • 軟腐病診斷黃金標準:組織無明顯形狀限制之水浸狀軟化塌陷,捏之成泥狀並散發刺鼻酸腐惡臭。

【答案】

一、 十字花科黑腐病(Black Rot)

  1. 病原菌學名
  • Xanthomonas campestris pv. campestris (Pammel) Dowson
  • 分類特徵:革蘭氏陰性菌(Gram-negative),菌體桿狀,具單一極生鞭毛,好氧性,在 YDC 培養基上產生鮮黃色之黃單胞菌素(xanthomonadin)黏稠菌落。
  1. 傳播方式
  • 種子帶菌:為田間最主要之初次感染源(primary inoculum),病原菌可附著於種皮表面或潛伏於種皮內部。
  • 田間介質傳播:藉由雨水飛濺、噴灌水流、農事操作工具、人員衣物及田間昆蟲(如小菜蛾、黃條葉蚤)進行機械性二次傳播。
  • 殘體存活:病原菌可在土壤中未分解之病株殘體內長期存活越冬。
  1. 侵染方式
  • 自然孔口侵入:晨間或高濕環境下,植株葉緣產生吐水現象(guttation),病原菌藉水滴游動聚集,自葉緣之水孔(hydathodes)​被動吸入侵入;亦可由葉面氣孔或機械傷口侵入。
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第 三 題10 分

請寫出兩種長豇豆病毒病害之病原菌學名、傳播與侵染方式,以及病害診斷要領。

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核心觀念

本題測驗「植物病毒學」於重要經濟作物之整合應用能力,聚焦於長豇豆(Vigna unguiculata subsp. sesquipedalis)之病毒性病害。核心命題與法規概念涵蓋:

  1. 病毒分類與命名規範:遵循國際病毒分類委員會(ICTV)之正式命名標準,正確書寫病毒種名(Species name)、屬名(Genus)及科名(Family)。題目雖載為「病原菌學名」,考生的專業應對是指出病毒非真菌或細菌,並給出標準的病毒學名及國際通用縮寫。
  2. 傳播生態與流行學:掌握媒介昆蟲傳播模式(如蚜蟲之非持續性針刺傳播、葉蚤傳播等)、種子帶毒傳播(作為田間初次感染源 Primary inoculum 之關鍵角色)以及機械汁液傳播(農事操作磨損)。
  3. 侵染機制與生理:由微傷口侵入、脫殼轉譯、複製、經胞間連絲(Plasmodesmata)進行細胞間移行(Cell-to-cell movement),再藉由韌皮部維管束進行全身性移行(Systemic movement)。
  4. 病害綜合診斷技術體系:涵蓋田間巨觀病徵觀察、微觀超微結構(穿透式電子顯微鏡 TEM)、生物檢定(指標植物接種)、血清學檢測(ELISA)及分子生物學檢測(RT-PCR)。

解題方法

本題屬申論題型,作答切入點宜選取台灣長豇豆栽培中最普遍、為害最烈且分屬不同屬與顆粒形態的兩種病毒,以突顯回答之深度與廣度:

  1. 病害一:豇豆蚜傳嵌紋病毒病(Cowpea aphid-borne mosaic disease,CABMV,屬馬鈴薯 Y 病毒屬,顆粒為屈曲絲狀)。
  2. 病害二:小黃瓜嵌紋病毒病(Cucumber mosaic disease,CMV,屬胡瓜嵌紋病毒屬,顆粒為球狀/正二十面體)。

針對每一病害,作答架構嚴格依據題幹要求拆解為三大項目:

  • 病原學名與分類定位(包含科、屬、學名與縮寫)。
  • 傳播與侵染方式(介體傳播特性、種傳率、機械傳染與體內移行途徑)。
  • 病害診斷要領(田間典型病徵、鑑別指標植物反應、血清與分子檢測技術)。

選項分析

本題為公職高普考二級之專業申論題,非選擇題。題幹各大評分構面的答題得分與失分要點分析如下:

評分構面高分關鍵點(應具備之內容)常見失分地雷(扣分缺失)
病原學名準確寫出 ICTV 標準學名(斜體)、屬名、科名與官方縮寫。誤用真菌林奈二名法胡亂捏造菌名;未斜體書寫;縮寫與學名混淆。
傳播方式明確指出媒介昆蟲種名(如豆蚜、棉蚜、桃蚜)與傳毒機制(非持續性傳播,獲毒/傳毒時間以秒或分計);特別強調「種子傳播」在田間流行病學上作為初次感染源的重要性。僅泛稱「昆蟲傳播」而未點出蟲別與機制;忽略種子帶毒與機械汁液傳播。
侵染方式點出由昆蟲刺針微創或農事摩擦微傷侵入表皮細胞,細胞內複製後透過胞間連絲及維管束韌皮部進行系統性移行。寫成真菌式的「自氣孔或直接穿透表皮侵入」,完全偏離病毒生物學本質。
診斷要領建立多層次檢驗標準:巨觀(病徵)、生物性(指標植物局部枯斑)、血清學(DAS-ELISA)與分子檢測(RT-PCR、專一性引子)。僅能描述外觀病徵,未列出具鑑別力的指標植物或當代標準檢測技術(ELISA、PCR)。

解題技巧

  1. 學名正確性:病毒學名屬國際標準專有名詞,作答時須注意全名以斜體表示,縮寫一律大寫(如 Cowpea aphid-borne mosaic virus, CABMV)。
  2. 生態傳播鏈連貫:描述傳播時緊扣「田間初次感染源(種子帶毒) →\rightarrow 二次傳播(蚜蟲刺吸以非持續性方式快速擴散) →\rightarrow 農事操作(採收、去蔓時汁液傳播)」之完整生態鏈。
  3. 診斷要領層次化:答題時切忌條列雜亂,應按「田間症狀診斷 →\rightarrow 指標植物檢定(Bioassay) →\rightarrow 儀器與試劑檢定(ELISA / RT-PCR / TEM)」三級推進,展現專業系統化邏輯。

【答案】

長豇豆(Vigna unguiculata subsp. sesquipedalis)常見之兩種重要病毒病害詳解如下:

一、 豇豆蚜傳嵌紋病毒病(Cowpea aphid-borne mosaic disease)

(一) 病原學名與分類

  1. 病原學名:Cowpea aphid-borne mosaic virus(簡稱 CABMV)。
  2. 分類地位:馬鈴薯 Y 病毒科(Potyviridae),馬鈴薯 Y 病毒屬(Potyvirus)。
  3. 粒子形態與基因體:顆粒為屈曲絲狀(flexuous filamentous),長約 750 nm750 \text{ nm},直徑約 12 nm12 \text{ nm};基因體為單條正單股 RNA((+)(+)ssRNA)。

(二) 傳播與侵染方式

  1. 媒介昆蟲傳播:主要由豆蚜(Aphis craccivora)、棉蚜(Aphis gossypii)及桃蚜(Myzus persicae)等以非持續性(Non-persistent / Stylet-borne)​方式傳播。蚜蟲於病株短暫探針刺吸(數秒至數分鐘)即可獲毒,並可立即刺吸健康株傳毒,但無潛伏期且於短時間內喪失傳毒能力。
  2. 種子傳播:可經由長豇豆種子帶毒傳播,種傳率約為 1%∼20%1\% \sim 20\% 不等。種傳幼苗為田間最具破壞力之初次感染源。
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第 四 題15 分

請寫出臺灣地區目前已知的根瘤線蟲種類(或學名),並且舉一寄主為例,說明根瘤線蟲的為害病徵及病害環。

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核心觀念 本題評量考生對植物線蟲學(Nematology)核心病原——根瘤線蟲屬(Meloidogyne spp.)之分類地位、臺灣在地分布現況、致病機制(巨細胞形成與根瘤肥大)、以及絕對寄生線蟲生活史與病害環(Disease Cycle)的掌握程度。

  1. 分類與分布:根瘤線蟲為內寄生定居型線蟲(sedentary endoparasite),臺灣地處亞熱帶與熱帶,以高溫型根瘤線蟲為主,但高冷地亦有溫帶種分布,近年更有具突破抗性能力的新興種類入侵。
  2. 病理機制:二齡幼蟲(J2)以口針分泌物誘導中柱薄壁細胞轉變為「巨細胞(Giant cells)」,並刺激周圍皮層組織細胞異常分裂(hyperplasia)與細胞肥大(hypertrophy),導致根系機能受損。
  3. 病害環:掌握「越冬/初次感染源 →\rightarrow J2 侵入 →\rightarrow 建立寄生與取食點 →\rightarrow 蛻皮發育與性成熟 →\rightarrow 產卵囊 →\rightarrow 孵化與二次感染」之循環過程。

解題方法 本題為高考二級標準申論題,採「分點條列、層次分明」之論述架構:

  1. 臺灣已知種類:先列出全世界四大主要根瘤線蟲種類(臺灣皆有紀錄),再補述臺灣特有紀錄及近年極為關鍵之破抗性新興種類(如象耳豆根瘤線蟲),並依動物命名法規精準標註學名(屬名大寫、種小名小寫、斜體表示)。
  2. 寄主病徵舉例:以臺灣最具經濟重要性且最易受害之茄科作物(如番茄 Solanum lycopersicum)為例,將病徵嚴格拆解為「地下部直接病徵」與「地上部繼發性病徵」,展現生理病理學機制。
  3. 病害環剖析:依循標準植物病理學病害環架構,由越冬殘存、傳播途徑、侵入與寄生發育、到產卵與二次感染,依序交代各發育蟲期(特別是具感染力之 J2)之生理轉變。

選項分析 本題為申論題,無客觀選項。評分重點聚焦於以下三個評分向度之完整性:

  • 向度一(種類與學名):學名拼寫與斜體格式必須完全正確;若僅寫中文名未附學名,或僅寫一兩種,無法取得高分;需兼顧傳統優勢種與重要新興種。
  • 向度二(寄主病徵):若僅寫「根部長出腫瘤」,得分僅達及格邊緣。必須深入解析細胞學層次(巨細胞與皮層異常增生)及地上部萎凋、缺肥等營養傳導受阻病徵。
  • 向度三(病害環):必須明確點出唯一的感染態(J2),並完整交代卵、幼蟲(J2-J4)、成蟲(雌雄二型性)、卵囊之完整世代與傳播鏈。

解題技巧

  1. 學名正確性:Meloidogyne incognita(南方)、M. javanica(爪哇)、M. arenaria(花生)、M. hapla(北方)是必備基本分;加寫 M. enterolobii(象耳豆根瘤線蟲)可凸顯對臺灣近代農試所與防檢局重要植保議題之熟悉度。
  2. 避開常見陷阱:
  • 根瘤線蟲在卵內即完成第 1 次蛻皮,自卵孵化出來的即為「二齡幼蟲(J2)」,切勿誤寫成「一齡幼蟲侵入根部」。
  • 雌蟲膨大成洋梨形且定居終身,雄蟲則為線形(蠕蟲狀)且可自由活動,此雌雄二型性(sexual dimorphism)為重要給分點。
  1. 記憶口訣:
  • 四大種:南爪花北(南方、爪哇、花生、北方)。
  • 病害環核心:J2 鑽根尖 →\rightarrow 分泌引巨胞 →\rightarrow 蛻皮膨如梨 →\rightarrow 膠囊產百卵。

【答案】

一、臺灣地區目前已知之根瘤線蟲種類與學名

根瘤線蟲屬於線蟲門(Nematoda)、側尾腺綱(Secernentea)、墊刃目(Tylenchida)、異皮線蟲科(Heteroderidae)、根瘤線蟲屬(Meloidogyne)。臺灣地處熱帶與亞熱帶,高山地區兼具溫帶氣候,目前已知並記錄發生的種類如下:

  1. 南方根瘤線蟲:Meloidogyne incognita (Kofoid & White) Chitwood
  • 為臺灣分布最廣、危害經濟作物最嚴重之優勢種,主要分布於平地及中低海拔。
  1. 爪哇根瘤線蟲:Meloidogyne javanica (Treub) Chitwood
  • 廣泛分布於臺灣各旱作區,常危害各類蔬菜與瓜果類。
  1. 花生根瘤線蟲:Meloidogyne arenaria (Neal) Chitwood
  • 常見於沙質土壤地區,危害花生、蔬菜及花卉。
  1. 北方根瘤線蟲:Meloidogyne hapla Chitwood
  • 屬於溫帶型線蟲,主要分布於臺灣中高海拔冷涼山區(如梨山、清境、阿里山等蔬果花卉栽培區)。
  1. 象耳豆根瘤線蟲:Meloidogyne enterolobii Yang & Eisenback(異名:M. mayaguensis)
  • 臺灣近代具高度威脅性之新興種類,能克服具 Mi 抗性基因之番茄及番石榴(芭樂)抗性品種,造成嚴重根瘤及立枯病狀。
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第 五 題20 分

PucciniagraministriticiPuccinia graminis tritici 及 GymnosporangiumharaeanumGymnosporangium haraeanum 均為重要的銹病菌,請說明此兩種病原菌為害的寄主、病害環(disease cycle),以及比較這兩種病原菌病害環的差異點。

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核心觀念

本題考查植物病理學中擔子菌門(Basidiomycota)銹菌目(Pucciniales)​的核心生物學特性、寄主關係、病害環(disease cycle)及流行病學差異。命題評量重點包括:

  1. 銹菌的生活史專有名詞定義:
  • 寄主寄生專一性:異主寄生(heteroecious,生活史須在兩種不同分類群的寄主上完成)與同主寄生(autoecious)。
  • 生活史型態(Lifecycle completeness):全生活型(macrocyclic,具備五種孢子階段)與缺夏型(demicyclic,缺乏夏孢子階段)。
  • 五種孢子階段代號與核相:階段 0(性孢子器/性孢子,單核 nn)、階段 I(銹孢子器/銹孢子,雙核 n+nn+n)、階段 II(夏孢子堆/夏孢子,雙核 n+nn+n)、階段 III(冬孢子堆/冬孢子,雙核 n+n→2nn+n \rightarrow 2n)、階段 IV(擔子/擔孢子,減數分裂後 nn)。
  1. 寄主區分:主要寄主(primary host,通常為冬孢子寄主 telial host 或主要經濟受害寄主)與轉主寄主(alternate host,銹孢子寄主 aecial host)。
  2. 流行病學差異:夏孢子的存在與否決定了病害屬於「多輪病害(polycyclic disease,具重複侵染能力)」或「單輪病害(monocyclic disease,缺乏重複侵染能力)」,進而決定防治策略。

解題方法

本題為高階申論題,答題架構應分為三大主軸:

  1. 寄主與生活史類型說明:分別列出兩種銹菌的學名、中文病名、主要寄主、轉主寄主及所屬生活史類型(全生活型 vs. 缺夏型)。
  2. 病害環(Disease Cycle)循序闡述:按照孢子發育順序(0→I→II→III→IV→00 \rightarrow \text{I} \rightarrow \text{II} \rightarrow \text{III} \rightarrow \text{IV} \rightarrow 0)分別詳細描述兩者的越冬、初次感染源、各階段產生之組織/寄主部位、核相轉變及傳播途徑。
  3. 病害環差異點比較:以條列與對照表格系統化比較兩者在「生活史孢子類型」、「二次感染能力(流行模式)」、「經濟寄主對應的發育階段」、「越冬構造特徵」及「防治切入點」之關鍵差異。

解題技巧

  1. 破題關鍵在「夏孢子(Urediniospore)」:銹菌生活史記憶的核心在於「夏孢子為無性重複感染孢子」。PucciniagraminisPuccinia graminis 有夏孢子(Macrocyclic),能引發爆發性流行;GymnosporangiumGymnosporangium 屬通性為缺夏孢子(Demicyclic),無田間二次感染。
  2. 寄主對應切勿混淆:
  • 禾柄銹菌的小麥是「冬孢子寄主」,小檗是「銹孢子寄主」。
  • 梨赤星病菌的梨樹是「銹孢子寄主(受害經濟寄主)」,龍柏/檜木是「冬孢子寄主」。
  1. 核相轉變公式化:
  • 性孢子時期(0):單核(nn),受精接合(受精絲 receptive hyphae 結合)後轉為雙核(n+nn+n)。
  • 銹孢子(I)與夏孢子(II):雙核(n+nn+n)。
  • 冬孢子(III):初期雙核(n+nn+n),成熟前核融合(karyogamy)形成雙倍體(2n2n)。
  • 擔孢子(IV):萌發時進行減數分裂(meiosis),形成單倍體(nn)。

【答案】

一、兩病原菌之危害寄主與生活史特性

  1. 禾柄銹菌小麥專化型(Puccinia graminis f. sp. triticiPuccinia\ graminis\ \text{f. sp.}\ tritici):
  • 引發病害:小麥黑銹病(又稱小麥稈銹病)。
  • 生活史類型:異主寄生(Heteroecious)、全生活型(Macrocyclic,具全部五種孢子型態:0、I、II、III、IV)。
  • 危害寄主:
  • 主要寄主(冬孢子寄主):小麥(Triticum aestivumTriticum\ aestivum)及禾本科雜草。
  • 轉主寄主(銹孢子寄主):歐洲小檗(Berberis vulgarisBerberis\ vulgaris)及十大功勞屬(Mahonia spp.Mahonia\ spp.)植物。
  1. 梨膠銹菌/梨赤星病菌(Gymnosporangium haraeanumGymnosporangium\ haraeanum):
  • 引發病害:梨赤星病(又稱梨銹病)。
  • 生活史類型:異主寄生(Heteroecious)、缺夏型(Demicyclic,缺乏階段 II 夏孢子,僅具 0、I、III、IV 四種孢子型態)。
  • 危害寄主:
  • 主要受害寄主(銹孢子寄主):梨屬(Pyrus spp.Pyrus\ spp.)、木瓜屬(Chaenomeles spp.Chaenomeles\ spp.)等薔薇科植物。
  • 轉主寄主(冬孢子寄主):龍柏(Juniperus chinensis var. kaizukaJuniperus\ chinensis\ \text{var.}\ kaizuka)、檜柏及圓柏等柏科植物。

二、病害環(Disease Cycle)

(一) 小麥稈銹病菌(Puccinia graminis f. sp. triticiPuccinia\ graminis\ \text{f. sp.}\ tritici)之病害環
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第 六 題20 分

花胡瓜(CucumissativusCucumis sativus L.)為連續採收作物之一,請寫出三種屬於卵菌綱(Oomycetes)之病原菌,以及它們引起的花胡瓜病害、學名、診斷要領與傳播方式;並說明如何應用現有之有效植物保護(含農藥或非農藥)資材,設計你的防治意見書,以達到農藥減量的目的。

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核心觀念

  1. 卵菌綱(Oomycetes)之生物學特徵:卵菌在親緣上隸屬於藻界/不等鞭毛界(Chromista / Stramenopila)卵菌門(Oomycota),其菌絲無隔壁、細胞壁主成分為纖維素與 β\beta-葡聚醣(非幾丁質)、生活史以雙倍體(2n2n)菌絲為主,能產生無性雙鞭毛游走子(zoospores)以水為媒介傳播,並以厚壁之卵孢子(oospores)或厚膜孢子渡過不良環境。
  2. 寄主作物生理與生產特性:花胡瓜(小黃瓜,Cucumis sativusCucumis\ sativus L.)為雌花發育極快的「連續採收作物」(盛產期每日或隔日採收)。此特性使田間施藥面臨嚴格的「安全採收期(PHI)」限制,極易引發農藥殘留超標爭議。
  3. 綜合病害管理(IPM)與農藥減量設計:結合非農藥防禦誘導劑(如中和亞磷酸)、拮抗微生物製劑、耕作環境調控與特定作用機制(FRAC 分類)之化學藥劑,依生育期(苗期、生長期、採收期)建立時序隔離與精準用藥架構。

解題方法

本題為經典的「病理學分類診斷」結合「實務植物保護處方規劃」的二合一申論題。解題切入點如下:

  1. 第一部分(病原與病理診斷):挑選瓜類作物中最具經濟重要性、且確定隸屬於卵菌門的三個屬代表菌種(Pseudoperonospora、Phytophthora、Pythium),精準書寫種名、病徵(外觀壞疽型態與產孢形態)、診斷關鍵特徵(肉眼與鏡檢判讀點),以及水媒/風媒之傳播生態。
  2. 第二部分(防治意見書設計):針對「花胡瓜為連續採收作物」的核心限制,跳脫傳統「見病噴藥」思維,以「時序分期管理」為主軸,將生育流程拆解為「定植前後預防期」、「營養生長與開花前期」以及「連續採收期」。在採收期全面排除長殘效化學農藥,改以非農藥資材及免訂殘留容許量資材為主,落實農藥減量。

選項分析

本題為非選擇題之專業申論題,評閱標準聚焦於以下四大核心要素的完整性與精準度:

  • 病原學名正確性:屬名、種小名拼寫,符合雙名法命名規範。
  • 病徵診斷之專一性:能否清楚區分露菌病(受葉脈限制多角形黃斑、灰黑色黴層)、疫病(水浸狀暗褐色縊縮、白黴、全株青枯萎凋)與猝倒/根腐病(地際部水浸狀倒伏、根系水浸褐化腐爛)。
  • 傳播生態:是否點出卵菌仰賴水分釋放游走子、空氣氣流擴散游走子囊等動態傳播機制。
  • 連續採收期用藥適法性:意見書是否切中「安全採收期」瓶頸,提出具體可行的非農藥(如中和亞磷酸、拮抗微生物)與化學藥劑輪替排程。

解題技巧

  1. 學名寫法:於考卷上書寫拉丁學名時,必須使用底線或工整斜體,如 Pseudoperonospora cubensis。
  2. 診斷陷阱:
  • 「露菌病」與「白粉病」易混淆:露菌病黴層在「葉背」,白粉病黴層主要在「葉表」且病原菌為子囊菌。
  • 疫病與蔓枯病(黑星病)皆會造成莖部病斑,但疫病在潮濕環境下會產生明顯白色棉絮狀菌絲,且無肉眼可見之黑色小柄粒(pycnidia)。
  1. 防治意見書的黃金原則:「生長前期壓制病原,採收階段零化學殘留」。採收期切忌開立安全採收期大於 3 天之長殘效殺菌劑;預防用非農藥資材(中和亞磷酸)必須強調「預先誘導抗病」,病害爆發後施用無治療效力。

【答案】

一、三種屬於卵菌綱(Oomycetes)之花胡瓜病原菌及其病理特徵

病害名稱病原菌學名診斷要領傳播方式
花胡瓜露菌病<br>(Downy mildew)Pseudoperonospora cubensis (Berk. & M.A. Curtis) Rostovzev1. 初期病徵:葉表面出現褪綠黃色小斑點。<br>2. 診斷關鍵:病斑擴大時受葉脈限制而呈現明顯之多角形黃褐色壞疽斑;高濕時於葉背病斑處長出灰紫色至灰黑色之稀疏黴層(游走子囊梗與游走子囊)。發病後期多數病斑互相癒合,全葉乾枯捲縮如火燒狀。1. 初次感染源:殘留於棚架病組織、鄰近瓜類病株。<br>2. 二次傳播:游走子囊成熟後藉風力(氣流)​遠距離飛散;葉表有水膜時,游走子囊釋放具雙鞭毛之游走子,游動至氣孔侵入。
花胡瓜疫病<br>(Phytophthora blight / rot)Phytophthora capsici Leonian<br>(或 Phytophthora melonis Katsura)1. 莖基部:初呈暗綠色水浸狀,隨後軟化腐爛、縊縮,導致維管束輸導受阻,全株快速呈現失水性青枯萎凋。<br>2. 果實與葉片:幼果受害呈水浸狀凹陷暗褐色斑,濕度高時果實表面密生白色粉狀至棉絮狀菌絲層,病果軟腐。1. 初次感染源:以卵孢子或厚膜孢子於土壤及病殘體中越冬越夏。<br>2. 二次傳播:主要藉由土壤表面逕流、噴濺之雨水、灌溉水擴散;游走子具向化性,游向寄主根部與莖基部侵入。
花胡瓜苗立枯病 / 根腐病<br>(Pythium damping-off / Root rot)Pythium aphanidermatum (Edson) Fitzp.<br>(或 Pythium ultimum Trow)1. 幼苗期(猝倒):地際部莖基初呈水浸狀軟腐,組織失水變細縮,幼苗迅速倒伏死亡。
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第 七 題10 分

何謂 Xylem-limited bacteria 及 Phloem-limited bacteria?請各舉一例,並說明病原菌的學名及主要引起的作物病害。

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核心觀念 本題測驗「植物病原原核生物學」中維管束局限細菌(Vascular-limited bacteria, VLB)之生理、生態與分類特性。

  1. 組織寄生專一性與微環境差異:被子植物之維管束分為木質部(Xylem)與韌皮部(Phloem),兩者之管流成分、養分濃度、氧氣分壓及滲透壓截然不同。木質部汁液主要含無機鹽與微量有機酸,呈低滲透壓;韌皮部篩管汁液富含蔗糖及胺基酸,呈高滲透壓。病原菌演化出專一性適應機制,僅能局限於特定組織內增殖。
  2. 難培養特性(Fastidious nature):此類細菌多屬難培養菌(Fastidious bacteria),早期因難以在人工培養基上生長,常被稱為類立克次體生物(Rickettsia-like organisms, RLOs)。現依細胞壁構造、基因體定序及超微構造,分為具細胞壁之真細菌,以及無細胞壁之植物菌質體(Phytoplasma)與螺原體(Spiroplasma)。
  3. 昆蟲傳播媒介與取食生態:病原菌無法自行穿透角質層侵入,極度依賴刺吸式昆蟲媒介(Insect vectors)取食帶菌與傳播。取食木質部汁液之昆蟲(如沫蟬、大葉蟬)傳播木質部局限細菌;取食韌皮部篩管汁液之昆蟲(如木蝨、葉蟬、飛蝨)傳播韌皮部局限細菌。

解題方法 本題為國家考試高等考試二級之典型申論題,答題架構應採「組織生理定義 →\rightarrow 傳播與病徵機制 →\rightarrow 標準實例(正確學名、病名與媒介)」之三層次展開:

  1. 定義界定:明確指陳病原菌在寄主體內之特定定殖組織(導管或篩管)、革蘭氏染色或超微特徵、人工培養能力。
  2. 致病病徵關聯:說明為何組織局限會導致特定病徵(如木質部受阻引發缺水凋萎、燒焦;韌皮部受阻引發碳水化合物回流受阻、葉脈硬化、黃化斑駁)。
  3. 實例列舉標準化:
  • 學名必須嚴格遵守《國際原核生物命名規約》(ICNP),以斜體書寫,屬名首字大寫、種小名全小寫;未確定培養地位之屬採用「Candidatus」(候選分類元,斜體)標註。
  • 列舉最具經濟重要性且閱卷委員公認之經典模式代表(如木質部選 Xylella fastidiosa,韌皮部選 Candidatus Liberibacter asiaticus)。

選項分析 本題為公職高考試卷之申論題,非選擇題,故無個別選項之對錯辨析。本題閱卷評分重點涵蓋四項關鍵指標:

  • 指標一:能否精準區分木質部導管(Vessels)與韌皮部篩管(Sieve tubes)之生理寄生差異。
  • 指標二:能否指出昆蟲媒介之取食專一性(木質部汁液取食者 vs. 韌皮部汁液取食者)。
  • 指標三:學名拼字、分類地位與斜體書寫格式是否百分之百正確無誤。
  • 指標四:所舉作物病害名稱是否使用台灣標準植物病理學病名。

解題技巧

  1. 對比記憶法(快速破題關鍵):
  • Xylem-limited bacteria (XLB):
  • 生態區位:木質部導管。
  • 病徵關鍵字:萎凋(Wilting)、焦枯(Leaf scorch)、矮化。機制為菌體、胞外多醣(EPS)與寄主膠質、提洛體(Tyloses)共同阻塞水分運輸導管。
  • 媒介昆蟲:大葉蟬(Sharpshooters, Cicadellidae 之 Cicadellinae 亞科)、沫蟬(Spittlebugs, Cercopoidea)。
  • Phloem-limited bacteria (PLB):
  • 生態區位:韌皮部篩管及隨伴細胞。
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