109 年 國立臺灣大學植物病理與微生物學系碩士班甲組《植物病原微生物學》
第 一、1 題12 分
一、真菌學試題(25分)
- 請解釋下列名詞(每小題2分,共12分)
a. mating type locus
b. Woronin body
c. heterotroph
d. chlamydospore
e. pycnidium
f. heteroecism
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本題主要在測試考生對真菌學基本名詞的理解程度,包含遺傳、構造、營養方式、繁殖構造等關鍵概念。
a. mating type locus (交配型位點):這是影響真菌性生殖的基因區域。在許多真菌中,性別決定是透過單一基因座上的等位基因來控制,通常分為兩種交配型,例如 + 和 -,或稱為 A 和 a。只有不同交配型的個體才能進行成功的有性生殖。這個位點的基因產物會影響細胞間的識別和配子結合的過程。
b. Woronin body (沃羅寧體):這是一種存在於許多擔子菌門和子囊菌門真菌細胞質中的顆粒狀細胞器。它通常由一個脂質核心和一層單層膜組成。沃羅寧體的主要功能是在菌絲受損時,快速堵塞 the septal pore (隔膜孔),防止細胞質外洩,從而保護菌絲體免受進一步的傷害。
c. heterotroph (異營生物):異營生物是指無法自行合成其生長所需的有機營養物質,必須從外界攝取有機物的生物。
第 一、2 題7 分
- 栗樹枝枯病的病原菌為何?請寫出其病原菌完整學名,並請闡述其侵
染植物的病害環(disease cycle)。另請描述其發現弱病原性菌株的現象及其於防治上的應用。
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本題考查對特定真菌病害的認識,包含病原菌鑑定、病害循環及弱病原菌應用。
栗樹枝枯病的病原菌是 Gnomoniopsis castaneae。其完整的學名是 Gnomoniopsis castaneae (Sacc.) J. M. Moncalvo & R. W. Baranyay。
病害循環 (Disease Cycle):
Gnomoniopsis castaneae 是一種真菌,其病害循環主要包括以下幾個階段:
- 初級感染源:病原菌主要以休眠構造(如閉囊殼或菌絲)的形式在病組織(如落葉、病枝條)中越冬。
- 孢子散播:在適宜的溫濕度條件下(通常是春季潮濕的環境),病組織上的閉囊殼會產生子囊孢子,或菌絲體產生分生孢子。這些孢子透過風、雨水或昆蟲散播到健康的栗樹植株上。
- 侵入:孢子落在栗樹的葉片、嫩枝或花器等部位後,若環境濕度足夠,會萌發形成萌發管。病原菌可直接穿透植物的表皮(直接侵入),或透過氣孔、皮孔等自然開口(氣孔侵入)進入植物組織。
- 感染與發病:病原菌在植物組織內生長,產生菌絲,並從活組織中吸收營養。這會導致葉片出現褐色病斑,枝條出現枯萎,最終形成「枝枯病」。
- 重複感染:在溫暖潮濕的季節,病原菌可在植物體內進行無性繁殖,產生更多的分生孢子,進一步擴大感染,造成病勢的發展。
- 成熟與越冬:在秋季或不利環境下,病原菌在病組織中形成有性或無性休眠構造(閉囊殼或菌絲),準備越冬,等待下一個生長季的再次感染。
第 一、3 題6 分
- 請定義真菌有性生殖的同宗交配(Homothallism)與異宗交配
(Heterothallism)兩種型式。而在同宗交配真菌中,可分為初級及次級同
宗交配,請說明此二種交配型式的差異,並舉例說明之。
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本題主要測試對真菌有性生殖兩種基本模式——同宗交配與異宗交配——的理解,以及同宗交配的細分。
同宗交配 (Homothallism):
同宗交配是指一個單倍體菌絲體或細胞,能夠在其自身內完成有性生殖過程,產生有性孢子(如子囊孢子或擔子孢子)。這意味著,單一的個體就具備了進行有性生殖所需的全部遺傳資訊和生理機制,不需要與另一個遺傳上不同的個體進行交配。
異宗交配 (Heterothallism):
異宗交配是指一個單倍體菌絲體或細胞,必須與另一個遺傳上不同的、相容的交配型個體進行接觸和融合,才能完成有性生殖過程並產生有性孢子。這是一種「單配子型」或「雙配子型」的系統,需要不同交配型的個體才能進行繁殖。
同宗交配真菌的初級與次級同宗交配:
在同宗交配真菌中,由於它們可以自行有性生殖,進一步細分為初級和次級同宗交配,其差異在於進行有性生殖的「時間點」或「條件」。
-
初級同宗交配 (Primary Homothallism):
- 定義:在這種情況下,單一個體(通常是單倍體菌絲)在發育過程中,其細胞會直接進行配子結合(gametangial copulation)或配子囊融合(gametangial fusion),然後形成合子並進行減數分裂,直接產生有性孢子。整個過程發生在同一個體內部,且通常是在菌絲體成熟後較早的階段。
- 特點:不需要等待兩個不同交配型的個體接觸,也不需要經過一個獨立的、尋找配對的過程。
- 舉例:許多酵母菌(Yeast),如釀酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae) 的一些菌株,在適當條件下,單倍體細胞可以直接進行有性生殖,產生子囊孢子。
-
次級同宗交配 (Secondary Homothallism):
- 定義:在次級同宗交配的真菌中,單一個體(通常是單倍體菌絲)本身並不能直接進行有性生殖。它通常是「異宗交配」的,也就是說,它最初會產生與其他個體交配的意願。
第 二、1 題20 分
二、請回答下列問題:(共25分)
- 請問下列病原細菌在植物上造成的病害為何?並請寫出病害診斷的
要領。(20分)
(1) Xanthomonas oryzae pv. oryzae
(2) Xanthomonas oryzae pv. oryzicola
(3) Xanthomonas campestris pv. campestris
(4) Xylella fastidosa
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本題主要考查考生對幾種重要植物病原細菌的認識,包括其寄主、引起的病害名稱,以及植物病害診斷的一般原則。
病害診斷要領 (General Principles of Plant Disease Diagnosis):
在診斷植物病害時,需要系統性地收集和分析資訊,包括:
- 觀察病徵 (Symptom Observation):仔細觀察植物的各個部位(根、莖、葉、花、果實)出現的異常現象,如斑點、潰瘍、萎蔫、黃化、畸形、生長不良、落葉、落花、落果等。記錄病徵的形態、大小、顏色、分佈(局部或全身、單側或對稱)以及發展趨勢。
- 收集病史 (Disease History Collection):詢問或記錄植物的種植歷史,包括:
- 寄主植物的種類、品種、年齡、健康狀況。
- 種植環境(露地、溫室、盆栽),栽培管理措施(灌溉、施肥、修剪、病蟲害防治歷史)。
- 病害發生的時間、季節、區域、發生範圍和嚴重程度。
- 是否有新引進的植物材料或土壤。
- 過去的病害發生記錄。
- 檢查病原 (Pathogen Examination):
- 目視檢查:在田間或實驗室,檢查植物組織表面或內部是否有可見的病原體結構,如黴狀物、黏液、孢子、細菌菌落、真菌子實體等。
- 顯微鏡檢查:製作植物組織切片或病斑刮取物,在顯微鏡下觀察病原體的形態,如細菌的形狀、大小、染色性;真菌的菌絲、孢子、子實體等。
- 分離與培養 (Isolation and Culturing):從病組織中分離出病原體,並在適宜的培養基上進行培養,觀察其生長特性、菌落形態、顏色等。
- 接種試驗 (Inoculation Test):將分離出的潛在病原體接種到健康的寄主植物上,觀察是否重現與原病株相同的病徵。這是確定病原性的金標準。
- 分子生物學檢測:利用 PCR、DNA 測序等方法,特異性地檢測特定病原體的核酸,這是診斷的快速且準確的方法,尤其適用於難以培養或形態不明確的病原體。
- 環境因素分析 (Environmental Factor Analysis):評估環境因素(溫度、濕度、光照、土壤 pH、水分、通風等)是否有利於病害的發生和發展。
- 綜合判斷 (Integrated Judgment):結合以上所有收集到的資訊(病徵、病史、病原體鑑定、環境因素),進行綜合分析,最終確定病害的名稱和病原體。
特定病原細菌及其引起的病害:
(1) Xanthomonas oryzae pv. oryzae
- 病害名稱:水稻白葉枯病 (Bacterial Blight of Rice)
- 病徵:主要為害葉片,初期在葉緣或葉尖出現水浸狀的黃綠色病斑,隨後擴大呈波浪狀的褐色至紅褐色條紋,邊緣常有黃綠色暈圈。嚴重時整葉乾枯,狀似被火燒過,故名「白葉枯」。病斑上可能出現細菌溢濃。
- 診斷要領:
- 典型波浪狀的黃褐色葉枯病徵。
- 葉片受損處或病斑邊緣,在早晨或潮濕時,可能觀察到乳白色或淡黃色的細菌菌液溢出(細菌溢濃)。
- 顯微鏡下觀察到桿狀細菌。
- 分離培養可在NUTRIENT AGAR (NA) 或 YEAST EXTRACT MANNITOL (YEM) 培養基上得到黃色、圓形、光滑的菌落。
- PCR 檢測可針對 Xanthomonas 屬及 oryzae pv. oryzae 特異性基因進行。
第 二、2 題5 分
- 請寫出植物細菌性癌腫病的病原菌學名、引起的病徵及主要的致病
因子。
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本題考查考生對植物細菌性癌腫病(Bacterial Crown Gall Disease)的病原菌、病徵及致病機制的了解。
病原菌學名:
植物細菌性癌腫病的病原菌是 Agrobacterium tumefaciens,現已更名為 Agrobacterium vitis(主要為葡萄),或更廣泛地稱為 Agrobacterium spp.(如 A. radiobacter 的某些菌株,但致病性菌株通常被歸類為 A. tumefaciens 或 A. vitis)。最常見的致病菌是 Agrobacterium tumefaciens。
引起的病徵:
- 癌腫 (Crown Gall):這是最典型的病徵,表現為植物根部、莖基部(皇冠部)、枝條或果實上形成不規則的、腫瘤狀的增生物。這些腫瘤由植物細胞無控制的異常增生(hyperplasia)和異常增大(hypertrophy)所形成。
- 形態:腫瘤的形態各異,可為圓形、橢圓形、不規則形,表面粗糙或光滑,顏色從白色、淡黃色到褐色不等。
- 部位:常見於根頸部(crown region),故名「癌腫病」。也可發生在根、莖、葉柄、花梗等部位。
- 影響:腫瘤會阻礙水分和養分的運輸,影響植物的正常生長,導致植株矮小、葉片黃化、產量下降,嚴重時可能導致植株死亡。
主要的致病因子 (Virulence Factors):
- 腫瘤誘導質粒 (Tumor-Inducing Plasmid, Ti plasmid):這是 Agrobacterium tumefaciens 最重要的致病因子。
第 三、1 題6 分
三、植物病毒學部分(25分)
- 移動蛋白如何協助植物病毒經由原生質絲(plasmodestmata)進行細胞間移
動,試舉兩種不同種類的例子說明。
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本題考查對植物病毒移動蛋白 (Movement Protein, MP) 在病毒細胞間傳播機制中的作用的理解,以及具體例子。
移動蛋白 (Movement Protein, MP) 的作用:
植物病毒在感染植物後,需要從最初感染的細胞擴散到鄰近細胞,再進一步擴散到整株植物。由於植物細胞之間由細胞壁隔離,病毒無法直接穿過,它們主要通過細胞質之間的通道——原生質絲 (plasmodesmata)——進行細胞間移動。移動蛋白在這一過程中扮演著關鍵角色:
- 原生質絲的擴大:原生質絲是細胞膜內襯的微小通道,連接相鄰植物細胞的細胞質。正常情況下,這些通道的孔徑非常小,僅允許小分子物質通過。植物病毒的 MP 會與原生質絲結合,並通過改變原生質絲的結構或孔徑(例如,通過與內源性植物蛋白相互作用,或直接改變通道的通透性),將其擴大到足以讓病毒顆粒或病毒 RNA 能夠通過的尺寸。
- 病毒運輸的介導:MP 可以與病毒顆粒或病毒 RNA 結合,形成一個「運輸複合物」,然後將這個複合物引導到原生質絲的區域。MP 可能會改變病毒顆粒的構象,使其更容易通過擴大的原生質絲。
- 病毒 RNA 的運輸:對於一些 RNA 病毒,MP 可能直接與病毒的 RNA 結合,並將其運輸到原生質絲,然後通過擴大的通道進入鄰近細胞。
舉例說明:
- 菸草鑲紋病毒 (Tobacco Mosaic Virus, TMV):
- 病毒類型:正鏈 RNA 病毒。
- 移動蛋白 (MP):TMV 的 MP 是一個 30 kDa 的蛋白質。它與 TMV 的 RNA 結合,並在病毒顆粒組裝過程中發揮作用。MP 會在細胞質中形成結構,並與原生質絲的內質網結構相關聯。
- 機制:MP 能夠擴大原生質絲的孔徑,使其能夠容納整個病毒顆粒(儘管 TMV 的 MP 主要被認為是幫助病毒 RNA 的運輸,但有時也觀察到病毒顆粒能夠通過,這可能與 MP 的其他作用有關)。
第 三、2 題4 分
- 類病毒(viroid)依種類不同,在植物細胞內的複製地點有哪兩處?
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本題考查對類病毒 (Viroid) 複製地點的理解。
類病毒是一類比病毒更小的、無衣殼的、單鏈環狀 RNA 分子,它們僅包含 RNA 基因組,沒有蛋白質外殼。它們的複製過程完全依賴寄主植物的細胞機制。
類病毒在植物細胞內的複製地點並非固定單一,而是根據其種類和寄主細胞的生理狀態,可能發生在以下兩個主要區域:
- 細胞核 (Nucleus):
- 許多類病毒,特別是那些在寄主植物中表現出明顯病徵的類病毒,其複製主要發生在細胞核內。
- 在細胞核內,類病毒 RNA 可以利用植物細胞核內的 RNA 聚合酶 II(一種參與 mRNA 合成的酶)進行複製。
- 類病毒 RNA 的二級結構(高度摺疊形成髮夾狀結構)被認為在被植物酶識別和複製過程中起重要作用。
第 三、3 題7 分
- 有一種茄科病毒可經薊馬行永續型傳播,且可經番茄種子傳播;若想防治
此病毒所引起的番茄病害,應採取何種對策?
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本題考查對一種特定傳播方式的病毒(茄科病毒)的防治策略。關鍵資訊是其傳播方式:薊馬(Thrips)永續型傳播(persistent transmission)和種子傳播(seed transmission)。
病毒特性與傳播方式:
- 茄科病毒:這類病毒能感染番茄等茄科作物。
- 薊馬傳播 (Thrips Transmission):薊馬是微小的昆蟲,它們取食植物汁液,並在此過程中獲得病毒。
- 永續型傳播 (Persistent Transmission):這表示病毒在薊馬體內能夠存活、增殖或經歷一個發育階段。因此,一旦薊馬感染了病毒,它可能終生攜帶病毒,並能有效地將病毒傳播給其他植物。這使得僅僅控制成蟲的飛行比較困難,因為病毒可以在薊馬體內累積。
- 種子傳播 (Seed Transmission):病毒能夠感染種子,並隨種子一起傳播。這意味著即使沒有媒介昆蟲,種子本身就帶有病毒,萌發後的新植株就是帶毒的。
防治對策:
針對這種同時具有永續型薊馬傳播和種子傳播特性的病毒,需要採取綜合性的防治策略,針對其傳播鏈的各個環節進行打擊:
-
種子檢疫與選用無毒種子:
- 核心措施:由於病毒可以透過種子傳播,這是最重要且最根本的防治方法。
- 具體做法:
- 嚴格檢疫種子來源,確保種子生產地無該病毒流行。
- 對種子進行病毒檢測,只使用經過檢測確認無毒的種子進行播種。
- 培育和推廣抗病毒品種(如果存在)。
-
控制傳播媒介(薊馬):
- 目的:雖然病毒在薊馬體內是永續型的,但控制薊馬數量可以顯著減少病毒的傳播機會。
- 具體做法:
- 物理防治:使用防蟲網(如 50 目或更細的網)覆蓋溫室或種植區,阻止薊馬進入。
第 三、4 題8 分
- 何謂 ssRNA(+)和 ssRNA(-)病毒?在進入植物細胞後這兩類病毒的感染過
程有何不同?
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本題考查考生對單鏈 RNA (ssRNA) 病毒的分類及其感染機制的理解,特別是 (+) 型和 (-) 型 RNA 病毒的區別。
ssRNA(+) 病毒:
- 定義:ssRNA(+) 病毒是指其基因組的單鏈 RNA 分子,其極性與寄主細胞的信使 RNA (mRNA) 相同。這意味著,一旦病毒 RNA 進入細胞質,它可以直接被寄主細胞的核糖體識別並作為模板進行翻譯,合成病毒的蛋白質(包括 RNA 聚合酶)。
- 感染過程:
- 進入細胞:病毒通過物理損傷、媒介昆蟲叮咬或主動內吞等方式進入植物細胞。
- 脫殼:病毒顆粒在細胞質中釋放出其 RNA 基因組。
- 直接翻譯:病毒 RNA 作為 mRNA,直接被寄主細胞的核糖體翻譯,合成病毒的複製酶(RNA-dependent RNA polymerase, RdRp)。
- RNA 複製:病毒的 RdRp 會利用病毒的 (+)RNA 作為模板,合成 (-)RNA 鏈。然後,再以 (-)RNA 鏈為模板,合成大量的 (+)RNA 鏈(用於產生新的病毒顆粒和作為 mRNA)。
- 蛋白質合成:新合成的 (+)RNA 可以繼續作為 mRNA 被翻譯,產生結構蛋白(如衣殼蛋白)和其他功能蛋白。
- 組裝與釋放:新合成的病毒 RNA 和蛋白質在細胞內組裝成新的病毒顆粒,然後通過細胞間移動或細胞裂解釋放到細胞外,感染新的細胞。
ssRNA(-) 病毒:
- 定義:ssRNA(-) 病毒是指其基因組的單鏈 RNA 分子,其極性與寄主細胞的 mRNA 相反。因此,病毒 RNA 本身不能直接作為 mRNA 被翻譯。
- 感染過程:
- 進入細胞:病毒進入細胞。
- 脫殼:病毒顆粒釋放出其 RNA 基因組。
- 轉錄 (Transcription):由於病毒 RNA 是 (-) 型,它不能直接被翻譯。病毒必須首先攜帶或誘導合成一個病毒自身的 RNA 聚合酶 (RdRp)。
第 四、1 題7 分
四、線蟲學(25分)
- 試述根瘤線蟲(Meloidogyne spp.)入侵寄主植物的過程中所採用的攻
擊與防禦策略,並分析優缺點。
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本題考查考生對根瘤線蟲 (Meloidogyne spp.) 入侵寄主植物過程的理解,包括其採用的策略、動機以及這些策略的優缺點。
根瘤線蟲 (Meloidogyne spp.) 入侵寄主植物的過程:
根瘤線蟲是植物內寄生性線蟲,它們的生命週期包括卵、幼蟲(L1-L4 期)和成蟲。其中,第二期幼蟲 (J2) 是主要的感染階段。
攻擊策略 (Aggression Strategies):
這些策略旨在克服植物的防禦機制,建立穩定的寄生關係。
-
穿透植物組織:
- 機制:J2 幼蟲具有尖銳的口針 (stylet),可以刺穿植物根部的表皮細胞。
- 目的:進入根部內部,尋找適合的寄生部位。
- 優點:能夠進入植物組織,建立感染。
- 缺點:植物的根部有癒合組織和細胞壁的物理屏障,以及潛在的化學防禦,穿透過程可能消耗能量,也可能觸發植物的早期防禦反應。
-
分泌唾液酶和蛋白質:
- 機制:線蟲在侵入過程中,會將其唾液腺分泌物注入植物細胞。這些分泌物包含多種酶(如纖維素酶、果膠酶、蛋白酶)和蛋白質。
- 目的:
- 軟化組織:酶類分解植物細胞壁的成分,軟化根部組織,便於線蟲移動和取食。
- 誘導營養細胞:某些蛋白質(如門檻蛋白門控蛋白 - sponge proteins)會誘導植物細胞發生結構和生理上的改變,形成特化的營養細胞(giant cells)。這些巨型細胞將為線蟲提供豐富的營養。
- 抑制植物防禦:某些分泌物可能抑制植物的防禦反應,如過氧化物歧化酶 (SOD) 的產生,或干擾植物激素信號。
- 優點:
- 成功誘導巨型細胞,確保線蟲獲得充足營養,促進其生長和繁殖。
- 破壞植物的物理屏障,便於線蟲的移動和取食。
- 降低植物的抵抗力。
- 缺點:
- 誘導巨型細胞和分泌酶的過程會消耗線蟲能量。
- 某些分泌物可能被植物識別為「非自身」成分(PAMPs - Pathogen-Associated Molecular Patterns),觸發植物的免疫反應。
- 一旦被植物免疫系統識別,可能導致局部組織壞死,形成抗性反應。
-
誘導巨型細胞 (Giant Cell Formation):
- 機制:線蟲將唾液注入根部細胞,這些唾液中的信號分子(可能是蛋白質或激素類物質)會誘導周圍的皮層細胞發生異常變化。這些細胞變得巨大,細胞核增大、染色體倍增(多倍體化),細胞質增多,並失去細胞壁的隔斷,形成多核的巨型細胞。
- 目的:巨型細胞是線蟲專門為其提供營養的「工廠」。它們具有高度的代謝活性,能夠快速將附近的光合產物運輸到根部,並為線蟲提供充足的養分。
第 四、2 題7 分
- 植物寄生性線蟲可媒介植物病毒,請就專一性、帶毒方式等,說明其傳
播限制性。
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本題考查考生對植物線蟲作為病毒媒介時的傳播限制性,特別是從媒介線蟲的「專一性」和「帶毒方式」來分析。
植物寄生性線蟲媒介植物病毒時,其傳播效率和範圍受到多種因素的影響,其中媒介線蟲的生物學特性是決定性因素。
傳播限制性分析:
-
專一性 (Specificity):
- 媒介線蟲對病毒的專一性:
- 高度專一性:某些線蟲媒介的病毒種類非常有限,甚至只傳播一種病毒。這可能是因為病毒顆粒只能與線蟲體內的特定結構(如口針、消化道或體腔內)結合,或只有特定線蟲能夠有效攝取並在體內維持病毒。
- 較廣泛的專一性:有些線蟲可以媒介多種病毒,但通常仍有其偏好的病毒種類。
- 限制性:如果一種線蟲只能媒介極少數幾種病毒,那麼這種線蟲作為病毒傳播者的角色就受到很大限制,只能在這些特定病毒流行的區域發揮作用。
- 病毒對媒介線蟲的專一性:
- 高度依賴性:許多病毒只能被特定種類的線蟲所媒介。如果該線蟲不存在,病毒的傳播就會受到極大限制。
- 限制性:病毒的傳播範圍直接受其專一性媒介線蟲的地理分佈和種群密度的限制。例如,如果一種病毒只能由一種僅分佈在特定地區的線蟲媒介,那麼該病毒的傳播也將局限於該地區。
- 媒介線蟲對病毒的專一性:
-
帶毒方式 (Acquisition and Retention of Virus):
- 獲毒方式 (Acquisition):
- 攝食感染:線蟲通過取食受感染植物的組織(通常是根部)來獲得病毒。
- 獲毒效率:不同線蟲種類從受感染植物攝取病毒的效率不同。有些線蟲可能需要較長的攝食時間才能獲得足夠的病毒。
- 限制性:如果線蟲無法有效從植物中攝取病毒,或者其攝食的部位不含病毒,則無法成為媒介者。
- 體內維持與傳播 (Retention and Transmission):
- 非永續性 (Non-persistent):病毒顆粒僅附著在線蟲的口器外部,或在消化道內短暫停留,容易脫落。線蟲可以快速獲毒並快速傳毒,但病毒在線蟲體內存活時間很短(幾分鐘到幾小時)。
- 獲毒方式 (Acquisition):
第 四、3 題7 分
- 試說明建立田間線蟲族群動態,欲以Pi預測Pf時,哪些項目可能作為
y值指標?又有哪些參數可能需要被列入模型之中?
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本題考查考生對線蟲族群動態模型建立的理解,特別是預測模型中的因變數 (y) 和自變數/參數 (x)。
建立田間線蟲族群動態模型:
模型建立的目的是為了預測線蟲族群的數量變化趨勢,以便進行有效的防治。通常,模型會將線蟲族群的某個指標作為預測目標(因變數 y),並將影響族群變化的多種環境和生物因子作為預測因子(自變數或參數 x)。
欲以 Pi 預測 Pf 時,y 值指標 (Dependent Variable):
- y 值:代表模型要預測的結果,通常是線蟲族群的「數量」或「密度」。
- Pi (Initial Population Density):表示在某個時間點(例如,播種前或作物生長初期)的線蟲族群密度。
- Pf (Final Population Density):表示在另一個時間點(例如,收穫時或作物生長後期)的線蟲族群密度。
因此,當我們「欲以 Pi 預測 Pf」時,我們的 y 值指標就是 Pf (Final Population Density),即在模型預測時間點的線蟲最終族群密度。
可能作為 y 值指標的項目 (也就是 Pf 的測量值):
Pf 的測量值可以有多種方式,取決於研究目的和線蟲種類:
- 單位土體積中的線蟲數量:例如,每 100 立方公分土壤中的卵、幼蟲或成蟲的數量。
- 單位根重中的線蟲數量:例如,每克根部組織中的線蟲數量。
- 寄生水平的指標:
- 根結指數 (Root-knot Index):對於根瘤線蟲,可以通過觀察根部受損程度,按照預設標準(如 0-5 或 0-10 的等級)評估。
- 病徵嚴重程度指數:針對其他線蟲引起的病害,如葉芽線蟲、莖線蟲等,評估植株的生長不良、葉片畸形、萎蔫等症狀的嚴重程度。
- 產量損失:將線蟲密度與作物產量損失聯繫起來,預測某個 Pf 值會導致多少產量下降。
可能需要列入模型之中的參數 (Independent Variables / Parameters):
這些參數是影響線蟲族群從 Pi 變化到 Pf 的各種因素。
-
初始條件 (Initial Conditions):
- Pi (Initial Population Density):這是最直接的預測因子,即起始線蟲數量。
- 土壤類型與性質:如土壤質地(砂土、黏土)、有機質含量、pH 值、保水能力等,這些影響線蟲的存活、繁殖和移動。
- 土壤溫度:影響線蟲的代謝速率、活動性和繁殖率。
- 土壤濕度/水分:線蟲對水分變化非常敏感,過乾或過濕都可能影響其存活和活動。
-
環境因子 (Environmental Factors):
- 氣溫與降雨量:影響土壤溫濕度的變化,進而影響線蟲族群動態。
第 四、4 題4 分
- 請繪圖說明水稻葉芽線蟲(Aphelenchoides besseyi)之型態辨識特徵。
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本題考查考生對水稻葉芽線蟲 (Aphelenchoides besseyi) 的形態辨識能力,要求繪圖說明其特徵。由於無法在此處繪圖,我將用文字詳細描述其主要形態特徵,並指出這些特徵在識別上的重要性。
水稻葉芽線蟲 (Aphelenchoides besseyi) 的形態辨識特徵:
水稻葉芽線蟲屬於遊走性植物寄生線蟲,主要為害水稻的幼葉、葉芽和花器,引起「白葉病」或「花葉病」。其形態特徵如下:
-
體型 (Body Shape):
- 細長,呈蠕蟲狀 (Vermiform):身體細長,兩端略尖,無明顯的體壁結節。
- 運動時呈彎曲狀:在水中運動時,身體常呈 S 形或螺旋狀彎曲。
-
頭部 (Head):
- 無明顯的口針 (Stylet):這是與根結線蟲等重要植物寄生線蟲最顯著的區別之一。水稻葉芽線蟲的口器結構相對簡單,沒有發達的口針。這意味著它不能像根結線蟲那樣刺穿並吸取植物細胞的細胞質。
- 口孔 (Oral opening):位於頭部腹面,較小。
-
食道 (Esophagus):
- 腺體 (Glandular):食道結構較為簡單,通常有食道球 (esophageal bulb) 或食道-胃腺體 (esophago-intestinal gland) 的痕跡,但不如根結線蟲發達。
-
雌蟲 (Female):
- 生殖孔 (Vulva):位於體後約 70-80% 的位置。
- 生殖系統:通常為單生殖器 (monodelphic),即只有一個卵巢。卵呈橢圓形。
- 肛門 (Anus):位於尾部末端。