114 高普考高考三級 植物病理 植物病原微生物學 考古題詳解

114 年・高普考・高考三級・植物病理
試題代碼 植物病原微生物學

第 一 題25 分

請寫出臺灣檢疫禁止輸入的穿孔線蟲學名,並說明穿孔線蟲與根腐線蟲三個型態相異之處。

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核心觀念

本題考兩部分:臺灣植物檢疫規定所列的穿孔線蟲學名,以及穿孔線蟲屬(Radopholus)與根腐線蟲屬(Pratylenchus)的形態鑑別。兩者都屬於根部內寄生線蟲,外形相近;形態比較應以雌雄形態差異、雌蟲尾部及雌蟲頭部等特徵為主。

解題方法

先寫出檢疫名錄中的學名,再將兩者放在同一性別、同一部位比較。不能只看外形是否呈線狀,應掌握穿孔線蟲較明顯的雌雄異形,以及雌蟲尾形、頭部輪廓等鑑別點。

形態比較

比較特徵穿孔線蟲(Radopholus similis)根腐線蟲(Pratylenchus spp.)
雌雄外形雌雄異形較明顯;
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第 二 題25 分

請列出以下細菌性病害之病原菌學名、其革蘭氏染色反應特性,以及目前是否能夠被人工純化培養。

(一) zebra chip disease of potato(7 分)

(二) ring rot of potato(7 分)

(三) bacterial leaf streak of rice(7 分)

(四) 以上三個病害,哪一個主要由昆蟲媒介傳播?(4 分)

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核心觀念

本題考查三種馬鈴薯與水稻細菌性病害的病原辨識,以及細菌的革蘭氏染色特性和能否在人工培養基上純化培養。作答時需分別列出病原菌的學名、染色反應、培養性;最後再從病害傳播途徑中,辨認以昆蟲為主要媒介者。

「可人工純化培養」是指病原菌能自病株材料分離,並在人工培養基上生長形成菌落。專性或高度依賴寄主組織的病原,則可能無法在一般人工培養基上培養。

解題方法與各小題

(一)Zebra chip disease of potato

  • 病原菌學名: ‘Candidatus Liberibacter solanacearum’(常縮寫為 Lso)。
  • 革蘭氏反應: 革蘭氏陰性。
  • 人工純化培養: 目前不能在一般人工培養基上純化培養。此菌侷限於植物韌皮部,屬難以離體培養的細菌。

(二)Ring rot of potato

  • 病原菌學名: Clavibacter sepedonicus。舊文獻亦常見 Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus。
  • 革蘭氏反應: 革蘭氏陽性。
  • 人工純化培養: 可以。可由罹病馬鈴薯組織分離,並在適當人工培養基上培養。

(三)Bacterial leaf streak of rice

  • 病原菌學名: Xanthomonas oryzae pv. oryzicola。
  • 革蘭氏反應: 革蘭氏陰性。
  • 人工純化培養: 可以。可自罹病水稻組織分離,並在人工培養基上培養。

(四)主要由昆蟲媒介傳播者

Zebra chip disease of potato 主要由馬鈴薯木蝨(potato psyllid,Bactericera cockerelli)傳播 *Candidatus L

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第 三 題25 分

銹病菌自古為植物重要病原菌,具有多元循環類型的生活史及產孢階段。請問:

(一) 真菌學家慣以 00–IVIV 的符號表示銹病菌的產孢階段。以大循環銹病菌(macrocyclic rust)為例,依序說明上述符號代表的產孢階段及各階段的細胞核型。(15 分)

(二) 請說明梨赤星病的病害環(包含寄主植物及產孢階段)。(10 分)

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(一)大循環銹病菌的產孢階段與細胞核型

核心觀念

銹病菌的「大循環」是指生活史具有完整的五個產孢階段,以羅馬數字 00 至 IVIV 表示。細胞核型會隨有性過程改變:先由單倍體細胞核形成雙核菌絲,之後在冬孢子中核配成二倍體,再經減數分裂產生單倍體孢子。

各階段及核型

階段產孢構造與孢子細胞核型與功能
00性孢子器(精子器,spermogonium)產生性孢子(精子,spermatia/pycniospores)性孢子為單倍體 nn。性孢子與相容的受精絲融合,發生質配;兩個不同來源的單倍體細胞核共存,形成雙核狀態 n+nn+n。
II銹孢子器(aecium)產生銹孢子(aeciospores)雙核 n+nn+n;銹孢子通常感染另一寄主。
IIII夏孢子堆(uredinium)產生夏孢子(urediniospores)雙核 n+nn+n;通常可反覆感染同一寄主,負責生長季的擴散與再感染。
IIIIII冬孢子堆(telium)產生冬孢子(teliospores)初形成時為雙核 n+nn+n;冬孢子成熟過程中兩核核配,成為二倍體 2n2n。
IVIV冬孢子萌發形成擔子(basidium),產生擔孢子(basidiospores)核配後的二倍體核在擔子中進行減數分裂,形成單倍體擔孢子 nn;擔孢子感染寄主後建立單倍體菌絲,開始下一輪生活史。

解題方法

先按「性孢子器 → 銹孢子器 → 夏孢子堆 → 冬孢子堆 → 擔子」排列五個產孢階段,再抓住兩個核型轉換點:

質配:n+n核配:n+n→2n減數分裂:2n→n\text{質配:}n+n \qquad \text{核配:}n+n\rightarrow 2n \qquad \text{減數分裂:}2n\rightarrow n

因此,00 階段性孢子與 IVIV 階段擔孢子為單倍體;II、IIII 階段孢子為雙核;IIIIII 階段冬孢子則由雙核狀態轉為二倍體。

解題技巧

記住「00 是性、II 是銹、IIII 是夏、IIIIII 是冬、IVIV 是擔」。常見錯誤是把冬孢子從形成到成熟都寫成單一核型;應完整說明其先為 n+nn+n,再經核配成為 2n2n。

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第 四 題25 分

何謂植物病毒單斑分離?為何單斑寄主可以用來分離植物病毒?請舉一種最常用之單斑寄主,並寫出其學名;另請說明不能單斑分離時,如何用整株植物分析法來分離病毒。

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核心觀念

植物病毒「單斑分離」是利用能形成局部病斑的寄主,將罹病植物的汁液接種到寄主葉片;待葉片出現彼此分離的病斑後,切取其中一個病斑,再將病斑組織磨碎、接種到新鮮寄主,藉此取得病毒分離株。若原始材料含有多種病毒,不同病毒常在葉片上形成各自的病斑,因此從單一病斑取材可將它們分開。

單斑寄主通常對該病毒呈局部感染反應:病毒在接種葉的感染部位引起細胞壞死或褪綠,形成清楚、分離的病斑,但不在植株體內系統性擴散。這種反應使病毒感染的位置可被辨認並單獨取樣;若病毒進一步擴散到整株,便不容易從症狀部位判定其中是哪一種病毒。

解題方法

作答時依序說明「定義、原理、寄主、替代方法」:

  1. 定義與操作:病汁接種單斑寄主,從單一局部病斑取材,再接種到新寄主;為提高分離純度,可重複單斑傳代數次。
  2. 原理:局部病斑將病毒感染限制在可辨認的小範圍,單斑取樣可減少混合感染中其他病毒一同傳代的機會。
  3. 常用寄主:藜科植物是常用的局部病斑寄主;可舉白藜,學名為 Chenopodium amaranticolor。奎藜(Chenopodium quinoa)也是常用例子。
  4. 無法單斑分離時:改以整株植物作生物檢定,利用適當的指示植物觀察感染反應,並搭配稀釋接種與分株檢測,從只顯示單一病毒感染的植株取材,再接種健康植株傳代。
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