109 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
第 一 題30 分
由病原微生物所引起的柑橘病害中,有哪些會造成全身性(systemic)的葉片黃化病徵?請寫出其「病害名稱」、「病原學名」、「傳播途徑」與「防治方法」。
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核心觀念
本題考查柑橘重要病害之病徵診斷學(Symptomatology)與病原微生物學特性。關鍵切入點在於**「全身性(systemic)葉片黃化病徵」與「病原微生物」**的嚴格定義:
- 全身性侵染與移動(Systemic Infection):病原微生物非僅局限於侵染點形成局部病斑(如黑點病、潰瘍病、瘡痂病),而是能藉由寄主植物之維管束系統(韌皮部篩管或木質部導管)向全株輸送、分佈,引起整枝或全株性生理代謝受阻,導致葉片出現對稱或不對稱的失綠、黃化(chlorosis / yellowing)、斑駁或主脈硬化木栓化等徵狀。
- 病原微生物範疇:主要涵蓋難培養之韌皮部或木質部限制型細菌(Fastidious prokaryotes)以及系統性移行之植物病毒(Plant viruses)。
解題方法
本題為高普考植物病理學申論題之標準作答模式。作答時需鎖定台灣柑橘產業中最關鍵之兩大代表性全身性黃化病害——柑橘黃龍病(Citrus Huanglongbing)與柑橘衰頹病(Citrus Tristeza),並可延伸補充具檢疫重要性之維管束細菌性病害——**柑橘雜色黃化病(Citrus Variegated Chlorosis)**以展現答題深度。
答題架構採用「四要件標準化條列」:
- 病害名稱:中文全名與英文常用名。
- 病原學名:依國際命名法規書寫屬名與種小名(含 Candidatus 暫定候選門地位格式)。
- 傳播途徑:涵蓋媒介昆蟲傳播機制(持續性/半持續性)、無性繁殖(嫁接/接穗)傳播等。
- 防治方法:依據整合管理(IPM)理念,從「無毒健康苗」、「媒介昆蟲防治」、「病株清除」及「耐病砧木/交叉保護」等維度完整作答。
選項分析(候選病害評估與鑑別診斷)
本題雖為申論題,但答題時對於「可納入與不可納入之病害」必須建立清晰的病理學判別界線:
- 符合全身性葉片黃化之病害(標準解答對象):
- 柑橘黃龍病(Huanglongbing / Greening):正確。病原菌局限於韌皮部篩管,阻礙同化產物輸送與破壞葉綠體結構,引發全株或新梢出現特徵性「不對稱斑駁黃化(blotchy mottle)」及葉脈木栓化,屬典型全身性黃化。
- 柑橘衰頹病(Citrus Tristeza):正確。病毒進入韌皮部全身性移行,造成篩管壞疽與輸送障礙,特別在酸橙(Sour orange)砧木上會引發接木部壞疽,造成整株迅速失綠衰頹、苗木黃化(seedling yellows)及葉脈褪綠。
- 柑橘雜色黃化病(Citrus Variegated Chlorosis, CVC):正確(國際重大檢疫病害)。病原菌侵入木質部導管造成導管栓塞,水分與無機鹽輸送受阻,造成葉片正面出現雜色褪綠黃斑、背面形成隆起膠狀小疱。
- 不符合條件之常見柑橘病害(非本題作答對象,切勿混淆):
- 柑橘潰瘍病(Xanthomonas citri subsp. citri):錯誤。該菌為薄壁組織侵染菌,僅在葉片、枝條形成火山口狀局部隆起木栓化壞疽斑,周圍伴隨黃色暈環(halo),非全身性黃化。
- 柑橘黑點病(Diaporthe citri)與瘡痂病(Elsinoë fawcettii):錯誤。均為局部真菌病害,造成葉片點狀木栓化或痂狀突起,不具維管束全身性移行機制。
- 柑橘根腐病/裾腐病(Phytophthora spp.):錯誤。真菌/卵菌侵染根部或地際部樹皮造成皮層腐爛,雖會因吸水受阻引發地上部葉片次發性黃化枯死,但病原菌本身未在葉片維管束形成全身性分佈,非病徵學上之全身性葉片侵染病害。
解題技巧
- 黃龍病黃化與微量元素缺乏之判斷竅門:
- 生理性缺鋅/缺鐵:葉脈兩側褪綠失綠呈現「對稱性」分布,且往往是同一樹冠層位葉片普遍發生。
- 黃龍病全身性黃化:呈現特徵性「不對稱性斑駁黃化(Asymmetrical blotchy mottle)」,同一片葉片左右失綠程度不一,並伴隨葉脈腫大、木栓化龜裂現象。
- 學名書寫規範陷阱:
- 柑橘黃龍病菌目前尚無法人工純培養,學名前方必須加上正體 Candidatus(首字大寫、非斜體),屬名與種小名則須為斜體:Candidatus Liberibacter asiaticus。
第 二 題30 分
請寫出引起下列病害的「病原學名」並描述其「病徵」:
(一) 馬鈴薯癌腫病(black wart of potato)
(二) 荷蘭榆樹病(Dutch elm disease)
(三) 桃穿孔病(peach shot hole)
(四) 水稻紋枯病(sheath blight of rice)
(五) 甘藷縮芽病(sweet potato scab)
(六) 樹木褐根病(brown root rot of trees)
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核心觀念
本題為典型的「植物病理學病害鑑定與病徵學」綜合題,主要考核考生對國內外重大植物病害之「病原學名(雙名法規範與分類群歸屬)」以及「典型病徵(Symptomology)與病程進展」的精確掌握。
- 病原學名書寫規範(Binomial Nomenclature): 依國際藻類、真菌與植物命名法規(ICN)及國際原核生物命名法規(ICNP),學名由「屬名(首字大寫)」與「種小名(全小寫)」組成,印刷體須以斜體表示(手寫卷面則須加底線標記)。真菌若具多型態(有性/無性世代),應優先寫出廣為接受之有效學名,並補述常見同物異名或無性世代學名以求嚴謹。
- 病原分類群與發病機制之對應:
- 壺菌門(Chytridiomycota):游走孢子侵染造成組織增生與肥大(肥大腫脹)。
- 子囊菌門(Ascomycota)與擔子菌門(Basidiomycota):分別引起維管束萎凋、組織潰瘍瘡痂、葉斑紋枯、根部海綿狀腐朽等。
- 細菌與真菌性穿孔:細胞壁降解酵素與毒素導致局部壞疽脫落之離層反應。
- 法規與檢疫重要性: 以命題當年(民國 109 年)法規為準,本題涵蓋我國法規列管之重要植物檢疫有害生物(如馬鈴薯癌腫病為特定疫病蟲害/禁止輸入對象),以及國內重大林木保護與作物流行性病害。
解題方法
解答此類申論題切忌僅給出片面名詞,應採取「雙軌答題法」架構作答:
- 病原學名:列出標準拉丁學名(屬名、種小名),並補充所屬分類綱目(門/綱/科)及無性/有性世代名稱(若有),展現專業素養與深度。
- 病徵描述:依序說明「受害部位」「發病初期病徵」「發病盛期/典型外觀」「發病後期/組織崩解及病徵特異性特徵(如伴隨之病兆)」,避免籠統以「枯萎、壞死」等帶過。
選項分析(各小題病原與病徵詳析)
本題為問答申論題,非選擇題。以下針對六個子題分別進行考點與病理機轉分析:
(一) 馬鈴薯癌腫病(black wart of potato)
- 考點辨析:此病為國際極重要的檢疫性病害。病原不侵染根部(因根部表皮缺乏受侵染細胞),專性侵染塊莖與匍匐莖等幼嫩分生組織。
- 病徵特徵:受感染部位細胞受刺激發生異常肥大(Hypertrophy)與增生(Hyperplasia),形成外觀如「花椰菜狀」的肉質瘤腫;後期腐爛變黑並釋放休眠孢子囊。
(二) 荷蘭榆樹病(Dutch elm disease)
- 考點辨析:世界歷史上毀滅性最高的林木維管束病害之一,常藉由榆小蠹(bark beetle)傳播。學名包括早期流行株與後續演化出之強毒株。
- 病徵特徵:病原菌堵塞木質部導管並誘發栓塞,樹冠頂端側枝首先出現葉片黃化萎凋捲曲,形成俗稱「旗狀枯萎(flagging)」;木質部橫切面可見明顯深褐色環狀或斑點狀變色。
(三) 桃穿孔病(peach shot hole)
- 考點辨析:植物病理學中「桃穿孔病」主要有兩類病原:其一為「細菌性穿孔病」(最普遍),其二為「真菌性穿孔病」。為求萬全,考卷上應將兩者並陳區分。
- 病徵特徵:初期在幼葉上呈現水浸狀小斑點,隨後擴大並木栓化壞死;由於病斑周圍健康組織加速產生離層,中央壞死區枯萎脫落,在葉片上留下邊緣平整的圓形孔洞,狀如被散彈槍射擊(shot hole)。
(四) 水稻紋枯病(sheath blight of rice)
- 考點辨析:台灣水稻三大病害之一,由無隔擔子菌之無性世代(不完全菌態)引起,以菌核在土表或灌溉水中越冬越夏。
- 病徵特徵:多發生於分蘖盛期後的水線附近葉鞘。病斑呈橢圓形、水浸狀,擴大後中央褪為灰白或草黃色、邊緣暗褐色,呈典型「蛇皮狀」或「雲紋狀」斑塊;濕度高時病斑處密生白色蛛網狀菌絲,後聚結成暗褐色球狀菌核。
(五) 甘藷縮芽病(sweet potato scab)
- 考點辨析:又稱甘藷瘡痂病。病原為子囊菌門真菌,主要為害頂芽、幼葉、葉柄與幼莖。
- 病徵特徵:葉脈、葉柄及莖部出現木栓化突起之褐色瘡痂狀病斑。受侵染組織生長受阻或停滯,使葉片向背面捲曲、皺縮扭曲,頂芽節間縮短,全株呈簇生或矮化畸形,故名「縮芽」。
(六) 樹木褐根病(brown root rot of trees)
- 考點辨析:台灣都市林木與果樹的「樹木黑死病」,屬木材腐朽真菌。學名近年分子親緣鑑定有新歸類,應將新舊學名一併列出。
- 病徵特徵:地下部根系與莖基部木質部呈白色海綿狀腐朽,夾雜黑褐色網狀裂線(龜裂網紋);根表覆蓋褐色至深黑褐色菌絲面,極易黏附土壤砂石;地上部表現萎凋、葉片黃化脫落,重者無預警倒伏。
解題技巧與應考陷阱
- 學名拼寫與同物異名陷阱:
- 紋枯病學名Rhizoctonia solani為無性世代,若能同時註明有性世代Thanatephorus cucumeris,可達閱卷頂標。
- 樹木褐根病傳統學名為Phellinus noxius,近年分類學已修訂為Pyrrhoderma noxium,兩者並列最為周延。
- 甘藷縮芽病有性世代為Elsinoë batatas,無性世代為Sphaceloma batatas。
- 病徵關鍵字得分法: 閱卷委員批改時多以「關鍵特徵詞」採分:
- 馬鈴薯癌腫病:花椰菜狀瘤腫、黑褐色腐爛。
- 荷蘭榆樹病:旗狀枯萎(flagging)、維管束褐色環紋。
- 桃穿孔病:離層產生、壞疽組織脫落成穿孔。
- 水稻紋枯病:雲紋狀(蛇斑狀)病斑、暗褐色菌核。
第 三 題20 分
植物寄主受植物寄生性線蟲感染後,會產生的病徵有哪些?試針對不同的病徵舉出實際危害的病例說明之。
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核心觀念
本題測驗的核心為「植物病生性線蟲(Plant-parasitic nematodes)之致病機制、病徵學(Symptomatology)分類及重要線蟲病害實例」。
- 致病機制與寄生類型:植物寄生性線蟲均具備「口針(Stylet)」,透過刺吸植物細胞並分泌唾腺分泌物(如各類水解酵素、致病效應因子),引發寄主細胞肥大(Hypertrophy)、增生(Hyperplasia)、抑制生長或導致細胞溶解壞死(Necrosis)。依寄生位置與活動性可分為外寄生(Ectoparasites)、內寄生(Endoparasites)、游移型(Migratory)及固著型(Sedentary)。
- 病徵分類學體系:線蟲引發之病徵可分為:
- 地下部(根部)直接病徵:根瘤/蟲癭、根部壞疽/斑點、粗短根、分叉/過度分根、根腐。
- 地上部次發性(非專一性)病徵:因根系受損導致水分與養分吸收阻礙,表現為矮化、黃化、萎凋、生長遲緩及提早衰老。
- 地上部直接侵染病徵:危害莖、葉、花、種子所產生之局部畸形、壞疽斑、斑葉、蟲癭或全株系統性萎凋。
- 複合病害病徵(Disease complexes):線蟲造成之傷口或生理修飾加速真菌/細菌侵入,破壞寄主抗病性。
解題方法
本題為標準之高等考試二級申論題,答題關鍵在於「架構清晰、綱舉目張、學名精準、病理機制與病徵相扣」。解題切入步驟如下:
- 結構切分:將病徵嚴格劃分為「地下部(根部)病徵」與「地上部病徵(包含次發性與地上部直接危害)」,展現宏觀病理學分類邏輯。
- 病徵對應病理機轉:說明每種病徵之細胞層次成因(例如:生長素刺激組織增生、果膠酶/纖維素酶造成潰爛等)。
- 精確舉證代表性病例:每一項病徵均需列出寄生性線蟲屬名/種小名(學名)、受害作物(寄主)及法定或通用病害名稱,避免泛泛空談。
選項分析
本題為申論題型,無選擇題選項。在閱卷標準中,針對病徵與病例列舉之評分重點及考生常犯失分盲點辨析如下:
- 失分盲點一(侷限於根瘤線蟲):多數考生僅能詳細描述根瘤線蟲(Meloidogyne spp.)產生的根瘤病徵,忽略囊胞線蟲、根腐線蟲、外寄生線蟲以及各類地上部侵染線蟲,導致作答廣度不足。
- 失分盲點二(未區分原生性與次生性病徵):將地上部黃化、萎凋直接歸類為線蟲感染葉部,未說明該病徵多數導因於地下部根系結構破壞而引起的生理乾旱與缺肥反應。
- 失分盲點三(學名與病名混淆):未正確書寫學名斜體或拼寫錯誤,或將不同科別線蟲危害特徵混為一談(如混淆 Aphelenchoides 與 Ditylenchus 的危害部位)。
解題技巧
- 破題表格化/條列化:以條列明確呈現「病徵類型 形成機制 代表病例(線蟲學名、寄主、病名)」。
- 兼顧國際與本土重大疫情:除了本土常見之根瘤線蟲與葉線蟲,適度帶入臺灣植物檢疫重要有害生物(如松材線蟲、馬鈴薯白線蟲),凸顯公職應試視野。
- 字跡與學名規範:英文學名需標準書寫(屬名大寫、種小名小寫並加底線或斜體)。
【答案】
植物受植物寄生性線蟲感染後,依侵害部位、寄生習性及引發之生理病理反應,主要產生下列病徵及危害實例:
一、 地下部(根部與地下儲藏器官)病徵
- 根瘤/蟲癭(Root Galls / Root Knots)
- 機制:內寄生固著型線蟲二齡幼蟲侵入根尖伸長區,分泌食道腺效應因子,誘導維管束實質細胞反覆核分裂形成「巨球細胞(Giant cells)」,刺激皮層細胞過度肥大與增生。
- 實例:南方根瘤線蟲(Meloidogyne incognita)危害番茄、番石榴及胡蘿蔔,於根系形成大小不一之念珠狀或腫瘤狀結節,嚴重阻礙根系輸導。
- 根部壞疽/根腐/暗色病斑(Root Lesions / Necrosis / Root Rot)
- 機制:游移性內寄生線蟲於根部皮層組織內部穿梭移動、取食,分泌纖維素酶破壞細胞壁,造成細胞崩解潰爛,病斑初呈水浸狀,後褐化壞死;常引發次級土壤微生物侵入擴大腐爛。
- 實例:穿透根腐線蟲(Pratylenchus penetrans)或咖啡短體線蟲(P. coffeae)危害茶樹、草莓或百合,造成皮層細胞壞疽,形成紅褐色至深褐色壞死斑。
- 過度分根/叢根(Excessive Root Branching / Hairy Root)與根分叉
- 機制:線蟲刺吸並抑制主根根尖頂芽分生組織生長,促使側根大量非正常萌發,根系呈現毛刷狀或細密鬚根叢生;直根系作物主根受阻則發育為分叉畸形根。
第 四 題20 分
香蕉嵌紋病(banana mosaic)與香蕉萎縮病(banana bunchy top)是危害臺灣香蕉產業最重要的兩大病毒病害,請寫出病毒名稱並描述其病毒的特性與分類地位。而這兩個病害的傳播途徑為何?
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核心觀念 本題旨在評量高階植物病理學研究人員對臺灣重大果樹經濟病害「香蕉病毒病」之病原微生物學與流行傳播學的掌握度,核心範疇包含:
- 病原病毒學與國際病毒分類委員會(ICTV)系統:精確列出病原正確學名、所屬之科(Family)與屬(Genus)。
- 病毒粒子物理與分子生物學特性:外鞘形狀、大小、基因組結構(單股/雙股、線性/環狀、RNA/DNA、分節/多組分情形)。
- 植物病毒傳播生態與流行學機制:媒介昆蟲之專一性、傳播模式(非持久性口針型傳播 vs. 持久性環流非增殖型傳播)及無性繁殖材料之傳播角色。
解題方法 針對高普考(高考二級)的申論題型,答題宜採「結構化、層次分明、學術名詞精確」的原則切入:
- 分別獨立論述:依題意分為「香蕉嵌紋病」與「香蕉萎縮病」兩大部分,各自分項回答「病毒名稱與分類地位」、「病毒物理與基因組特性」、「傳播途徑與機制」。
- 傳播機制深化說明:不僅列出介體昆蟲種類,更需深入辨析其傳播特性(如介體專一性、獲毒時間、循體途徑、持久度等),展現高等考試深度。
- 統整對比輔助:文末輔以「綜合比較表」,將兩者在核酸、外鞘、媒介昆蟲與傳毒型態之差異一目了然呈現,強化論述完整性。
選項分析 本題為純申論題型,無個別選項。作答時各評分要點之解析重點如下:
- 香蕉嵌紋病之辨析:易與香蕉苞片嵌紋病毒(BBrMV)或香蕉線條病毒(BSV)混淆,題目指明為 Banana mosaic,其病原即為胡瓜嵌紋病毒(CMV),切忌答錯病原。
- 香蕉萎縮病之基因組結構:許多考生慣性認為多數植物病毒皆為 RNA 病毒,常誤將 BBTV 歸類為 RNA 病毒;實則 BBTV 為植物病毒中少見之多組分單股環狀 DNA(ssDNA)病毒,此為關鍵得分點。
- 媒介昆蟲專一性比較:CMV 寄主廣泛、蚜蟲種類眾多且為非持久性傳播;BBTV 具高度介體專一性(幾近僅限香蕉交脈蚜),且為持久性環流傳播,兩者具強烈對比。
解題技巧
- 病毒學名書寫規範:病毒種名(如 Cucumber mosaic virus、Banana bunchy top virus)以及科名、屬名之拉丁學名需以斜體書寫;其縮寫(CMV、BBTV)為正體。
- 傳播機制速記關鍵字:
- CMV:口針型、非持久性(Non-persistent)、非專一性蚜蟲(如棉蚜、桃蚜)。
- BBTV:循環型、持久性(Persistent)、專一性香蕉交脈蚜、不經卵傳播(Non-transovarial)。
- 分子特性精準記憶:
- CMV:三節段(Tripartite)、正單股 RNA(ssRNA)。
- BBTV:六組分(Hexapartite)、單股環狀 DNA(cssDNA)。
【答案】
一、香蕉嵌紋病(Banana Mosaic)
(一) 病毒名稱與分類地位
- 病毒名稱:胡瓜嵌紋病毒(Cucumber mosaic virus,簡稱 CMV)。
- 分類地位:
- 目:未定(或屬於 Picornavirales 相關群)
- 科:雀麥嵌紋病毒科(Bromoviridae)
- 屬:胡瓜嵌紋病毒屬(Cucumovirus)
(二) 病毒特性
- 顆粒外觀與結構:病毒粒子呈正二十面體(icosahedral / isometric),無脂質包膜,直徑約 28 至 30 nm。
- 基因組核酸型態:為三節段三組分之正單股 RNA 病毒(tripartite, ssRNA)。其基因組分為:
- RNA1(約 3.4 kb):轉譯複本酶次單元 1a(具甲基轉移酶與解旋酶活性)。
- RNA2(約 3.0 kb):轉譯複本酶次單元 2a(RNA-dependent RNA polymerase, RdRp)及抑制基因靜默之蛋白 2b。
- RNA3(約 2.2 kb):編碼移動蛋白(Movement protein, MP),並透過轉錄次基因組 RNA4(subgenomic RNA4)轉譯外殼蛋白(Coat protein, CP)。
- 部分田間分離株常伴隨非共價結合之衛星 RNA(Satellite RNA)。
(三) 傳播途徑
- 媒介昆蟲傳播:
- 主要由多種蚜蟲(如棉蚜 Aphis gossypii、桃蚜 Myzus persicae、香蕉交脈蚜 Pentalonia nigronervosa 等多達 60 種以上蚜蟲)以**非持久性(non-p