112 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

核心觀念

本題考冷藏或運輸期間，蔬果因氣體交換與代謝失衡而產生的非病原性生理障礙。答題要分清兩個層次：

• Suboxidation（亞氧化）：組織取得的氧氣不足以支持正常有氧呼吸，細胞轉向發酵代謝，造成組織傷害。
• Aromatic esters（芳香酯累積）：蔬果組織內的酯類揮發性物質異常增加，改變原有氣味與風味。

兩者都可能與缺氧、通風不良或不適當的貯藏條件有關，但亞氧化的核心是缺氧造成的呼吸障礙及組織壞死；芳香酯障礙的核心是揮發性代謝物累積及異味。

解題方法

依序說明每種障礙的「發生原因 → 病徵 → 常見蔬果」，並以氧氣不足如何改變呼吸代謝作為串連。這是生理障礙題，應著重貯藏環境與代謝反應，不宜寫成真菌或細菌侵染。

一、Suboxidation（亞氧化）

發生原因： 蔬果採收後仍持續呼吸。若貯藏堆疊過密、通風不良、包裝或蠟層阻礙氣體交換，或貯藏期間呼吸旺盛而組織內氧氣供應不足，細胞便無法維持正常有氧呼吸。缺氧時，細胞轉向無氧代謝，產生乙醇、乙醛等代謝物；這些物質累積後會傷害細胞，導致組織崩解或死亡。高溫會提高呼吸需求，因此也可能加重氧氣供需失衡。

病徵： 常見內部組織褐變、灰黑色或黑色壞死、軟化或水浸狀；嚴重時可有酒味、發酵味或其他異味。病徵常先出現在通氣較差、組織內部較難取得氧氣的部位，外表不一定立即顯現。

常發生的蔬果： 典型例子包括馬鈴薯塊莖內部黑心或內部褐變、蘋果內部褐變；通風不足或氣體交換受阻的蔬菜與其他貯藏器官也可能發生。不同作物及品種的發生部位和外觀會有所差異。

二、Aromatic esters（芳香酯累積）

核心觀念

本題考查植物病理學中三組容易混淆的概念：基因功能抑制方式、病害流行的時間尺度，以及植物化學防禦物質的形成時機。作答時應逐一比較其定義、作用方式與典型特徵，而不是只翻譯名詞。

解題方法

每組詞都用同一切入點辨析：

1. gene knockout 與 gene silencing：比較基因功能是被永久破壞，還是表現受到抑制。
2. polycyclic disease 與 polyetic disease：比較病原菌在一個生長季內重複感染，還是病害跨多年累積。
3. phytoalexins 與 phytoanticipins：比較防禦物質是在受侵染後誘導形成，還是原本已存在於健康植物中。

（一）gene knockout vs. gene silencing

**Gene knockout（基因剔除／基因敲除）**是以基因工程或基因編輯方式，使特定基因的 DNA 序列遭到破壞、刪除或失去功能，因而喪失該基因的功能。常見作法包括基因定點突變、刪除部分序列，或插入片段使基因失活。其作用層次在 DNA，通常會造成穩定的功能缺失。

Gene silencing（基因沉默）是抑制特定基因的表現，使其 RNA 或蛋白質產量降低。常見機制包括 RNA 干擾（RNA interference, RNAi），例如小 RNA 引導靶向 mRNA 降解或抑制轉譯；也包括 DNA 甲基化等表觀遺傳調控。其作用通常在轉錄後或基因表現調控層次，基因的 DNA 序列不一定遭到破壞，且沉默可能是暫時或可逆的。

**解題技巧：**看到 knockout，抓住「基因本身被破壞」；看到 silencing，抓住「基因還在，但表現被壓低」。不可把 gene silencing 一概說成 DNA 被刪除。

（二）polycyclic disease vs. polyetic disease

Polycyclic disease（多循環病害）是病原菌在同一生長季或同一流行季內，能產生多次再侵染循環的病害。初次感染後形成新的接種源，接著再次感染寄主，於一季內連續增加病害發生量。常見例子包括多種葉部銹病、白粉病及晚疫病；實際例子須依病原、寄主與環境條件判斷。

Polyetic disease（多年循環病害／多年度流行病害）是病害的流行或病原族群累積，主要呈現在跨越數年的時間尺度。

核心觀念

本題考查常見作物病害的「病名—病原—病徵」配對。作答時要先辨認英文病名所指的寄主與受害部位，再寫出主要病原的學名及具辨識度的典型病徵。

須特別注意：病名中的 fungus 不代表每種病害的病原都是真菌；水稻白尖病的病原是線蟲，薑軟腐病的主要病原則屬卵菌。

解題方法

逐題依下列順序作答：

1. 寫出中文病害名稱。
2. 寫出主要病原學名；學名中的屬名首字母大寫、種名小寫，並以斜體表示。
3. 描述病徵時，從初期症狀、病徵發展與受害部位著手，點出最具辨識性的特徵。

各小題解析

（一）Soft rot of ginger

**中文病名：**薑軟腐病 **主要病原：**卵菌 Pythium myriotylum Dreschler

薑軟腐病可由數種 Pythium 屬卵菌引起，臺灣常見且作為主要病原記載者為 P. myriotylum。初期常見葉片黃化、下位葉萎凋，之後病勢向上發展，地上部逐漸枯萎。地下根莖先出現水浸狀褐色病斑，組織轉為褐色、軟爛，嚴重時根莖腐敗，整株倒伏或死亡。

**辨識重點：**地上部黃化萎凋，地下根莖呈水浸狀軟腐；田間高溫多雨、土壤排水不良時容易發生。

（二）White-tip disease of rice

**中文病名：**水稻白尖病 **病原：**水稻白尖線蟲 Aphelenchoides besseyi Christie

此病由植物寄生線蟲引起，並非真菌病害。典型病徵是葉片先端約 3–5 公分褪綠、變白，白化部位後續可轉為褐色壞死、乾枯或破裂。上位葉及劍葉常受害，劍葉可能扭曲、皺縮，影響稻穗抽出；稻株可能矮化，稻穗變小、穀粒數減少，並出現不稔或穀粒發育不良。

辨識重點：「白尖」是葉片尖端局部白化；劍葉扭曲及穗粒受影響可作為輔助判斷。

（三）Fusarium head blight of wheat

**中文病名：**小麥赤黴病，又稱小麥赤霉病或小麥穗腐病 **主要病原：**禾穀鐮孢菌 Fusarium graminearum Schwabe

小麥赤黴病由多種 Fusarium 屬真菌引起，其中主要病原為 F. graminearum。病原感染穗部後，初期穎花或小穗出現水浸狀病斑，之後小穗褪色、枯白；病害擴展時，部分小穗或整個麥穗呈漂白狀，而未受害部位仍保持綠色。潮濕環境下，病部可見粉紅色至鮭肉色霉層。

核心觀念

本題考查三件事：不同菌絲融合群與病害類型的關聯、Rhizoctonia solani 的主要形態與生活史特徵，以及 AG（anastomosis group，菌絲融合群） 的分類意義。

R. solani 是形態與生理性狀差異很大的真菌複合群。只用「R. solani」這個種名，無法充分說明菌株的寄主範圍或致病性；因此常加註 AG 及其亞群，例如 AG-1-IA 或 AG-4。

解題方法

先將題目中的名稱拆成兩層來回答：

1. AG-1-IA 與 AG-4：辨識各群常見的寄主與主要病害表現。
2. R. solani 與 AG 的定義：說明真菌的形態、生態特徵，以及菌絲融合如何成為分群依據。

最後補充 AG 名稱所代表的分類資訊：AG 是依菌絲融合相容性劃分的群組名稱，不是正式種名，也不等於病害名稱。

病害類型

• AG-1-IA：最具代表性的病害是水稻紋枯病，主要危害葉鞘及葉片，形成橢圓形或雲紋狀病斑；嚴重時病斑擴大、相連，造成葉鞘與葉片枯死。此亞群也可侵染其他作物，但考題最主要的對應是水稻紋枯病。
• AG-4：主要造成幼苗及根部病害，常見為立枯病、苗腐病、根腐病及莖基部褐腐或潰瘍。幼苗莖基部受侵染後容易縊縮、倒伏或死亡；在不同作物上，病名與受害部位可略有差異。

Rhizoctonia solani 的特徵

1. 土壤棲生、寄主範圍廣：可在土壤及植物殘體中存活，能侵染多種作物，常造成種子腐敗、幼苗猝倒或立枯、根腐及地上部病斑。
2. 菌絲形態具辨識特徵：菌絲有隔膜，分枝常近直角；分枝處附近常見隔膜，分枝基部可能略為收縮。成熟菌絲多核，是辨識典型 R. solani 的重要特徵之一。
3. 可形成菌核：菌絲聚集形成菌核，可在不利環境中存活，並成為田間初次感染來源之一。
4. 通常不易見到無性孢子：田間主要藉菌絲及菌核存活、傳播與侵染；適當條件下可形成有性階段。

核心觀念

本題考查植物病毒由親代植物經種子傳至子代的垂直傳播，以及如何檢測種子或種苗是否帶有病毒。作答時須區分兩件事：

• 種子帶毒（seed-borne）：病毒存在於種子內部或附著於種子表面。
• 種子傳毒（seed-transmitted）：種子中的病毒能在萌芽或幼苗生長時進入子代植株並建立感染。

因此，檢出種子含有病毒，不必然代表病毒能感染下一代；例如病毒只存在於種皮或胚乳時，未必會感染胚或幼苗。

種子傳播的特性

傳播途徑與種子部位

病毒可經由兩類途徑進入種子：

1. 生殖細胞帶毒：病毒先感染花粉或胚珠中的配子，受精後進入胚，形成帶毒種子。
2. 胚的直接感染：病毒由母株的生殖組織進入胚，或在胚發育過程中感染胚組織。

病毒可能出現在胚、子葉、胚乳或種皮等部位。通常，病毒存在於胚部才較能直接形成感染幼苗；種皮或胚乳帶毒則須進一步確認是否會在萌芽時傳至幼苗。部分病毒可經種子外部污染，在種子萌芽時感染幼苗；菸草嵌紋病毒屬常見例子。

傳播率受多項因素影響

種子傳播率不是固定值，主要受到下列因素影響：

• 病毒種類與病毒株系：同一病毒不同株系的種子傳播能力可不同。
• 寄主基因型：同一病毒在不同品種或基因型中的傳播率可能不同。
• 母株感染狀態：母株受感染的時期、病毒量及生殖器官是否受感染，都會影響種子帶毒與傳毒。
• 環境條件：溫度等環境因素可影響母株感染、胚發育與病毒進入種子的機會。
• 種子及幼苗發育狀態：不同種子組織中的病毒量，以及幼苗萌芽後的生理狀態，都可能影響檢出與感染。

種子傳播常見特徵是發生率偏低且變異大，但不同病毒與寄主組合可有明顯差異。帶毒種子能在播種時將初始感染源帶入新田區，且種子可協助病毒跨季節或長距離散布。

解題方法

採用「說明傳播特性，再按檢測目的整理方法」的架構。檢測方法應回答兩個不同問題：

1. 種子或幼苗是否含有病毒？ 可用血清學或核酸檢測快速篩檢。
2. 病毒是否具有感染力，並能否由種子傳至幼苗？ 須以種子發芽試驗、幼苗檢查或生物接種試驗確認。

因此，完整的種子檢定通常結合直接檢測與生物檢定；單靠檢出病毒蛋白或核酸，不能直接證明病毒仍具感染力或能完成種子傳播。

檢測方法與技術

種子發芽與幼苗生長檢定（grow-out test）

將代表性種子樣本在適當條件下播種，培育幼苗後觀察是否出現病毒病徵；對無症狀或疑似幼苗，再採取葉片等組織進行 ELISA、RT-PCR 或生物接種確認。