民國115年 高考三級 植物病理 植物病害防治學考古題
民國115年 高考三級 植物病理 植物病害防治學收錄考選部官方試題，共 5 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。
題目與答案
請解釋下列名詞之意涵及在植病防治之應用：（每小題5 分，共20 分）
Augmentative biological control
Sanitary and Phytosanitary Measures
Anaerobic soil disinfestation
Phlebiopsis gigantea
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、Augmentative biological control（增益型生物防治）：係人工大量繁殖拮抗微生物或天敵，於適當時機釋放或施用，以補充田間原有族群、壓低病害，分 inundative（淹沒式，一次大量施用）與 inoculative（接種式，少量建立族群）兩類。植病防治常以 Trichoderma（木黴菌）、Bacillus subtilis（枯草桿菌）進行種子處理、苗期浸根、土壤灌注或葉面噴施，防治立枯病、根腐病與灰黴病；成效取決於菌株定殖力、施用時機與濕度，須於發病前連續施用，並避免與殺菌劑同時混用。
- 二、Sanitary and Phytosanitary Measures（食品安全檢驗與動植物防疫檢疫措施，簡稱 SPS 措施）：為 WTO《SPS 協定》所規範，會員為保護人類、動物與植物生命健康，防止疫病蟲害及污染物傳入而採行之檢疫、檢驗、認證與處理措施。應用包括依 IPPC（國際植物保護公約）標準辦理有害生物風險分析（PRA）、輸出園圃登錄、產地查證、燻蒸或溫湯處理、輸入檢疫與隔離栽植；並須符合科學證據、同等效力、區域化與透明化原則，為我國農產品外銷檢疫條件談判之核心依據。
- 三、Anaerobic soil disinfestation（厭氧土壤消毒，ASD）：於土壤混入易分解碳源（米糠、糖蜜、酒精粕），灌水至飽和後覆蓋透明塑膠布，維持三至五週厭氧狀態，藉有機酸累積、鐵還原及微生物相改變抑制土傳病原。可防治 Fusarium（鐮孢菌）、Verticillium（輪枝菌）、Phytophthora（疫黴菌）與根瘤線蟲，為溴甲烷之替代措施。應用須注意地溫宜 25℃ 以上、碳源種類與用量、覆蓋密閉性及氮素固定問題；低溫或排水不良田區效果不穩定。
- 四、Phlebiopsis gigantea（大孢硬孔菌）：為擔子菌，能迅速定殖針葉樹新伐木切面與殘材，藉空間與養分競爭及水解酵素分泌，阻止 Heterobasidion annosum（松根腐病菌）孢子感染，屬經典之伐椿保護生物防治。商業製劑於伐木後立即噴佈樹頭切面，可抑制根腐病擴散。應用要點為伐木與施藥同時完成、孢子懸浮液濃度與覆蓋均勻、低溫時藥效降低；引入前並應評估對本土木腐菌相之非目標效應。
某育種家宣稱針對番茄的eIF4E（eukaryotic translation initiation factor
4E）基因進行編輯，培育出能抗多種病毒病害的番茄品種，經查他所使
用的技術為CRISPR/Cas9。
請問這個新品種的抗病毒機制為何？（8 分）
請說明運用該技術進行抗病育種的流程及原理？需說明為何此技術
所培育出的作物，未來有機會不被納入嚴格的基改法規管制。（12 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、eIF4E（eukaryotic translation initiation factor 4E，真核轉譯起始因子 4E）為 cap-binding protein（帽結合蛋白），辨識 mRNA 5' 端 m7G 帽構造，與 eIF4G、eIF4A 組成複合體啟動轉譯。馬鈴薯 Y 病毒屬（Potyvirus）之 VPg（viral protein genome-linked，基因組連結蛋白）會模仿帽構造而與 eIF4E 結合，劫持寄主轉譯機器，完成病毒 RNA 之轉譯與複製。
- 二、抗病機制：以 CRISPR/Cas9 在 eIF4E 之帽結合區或 VPg 交互作用區造成鹼基插入、缺失或替換，使 VPg 無法辨識，病毒 RNA 不能有效轉譯，病毒無法增殖與系統性移動，形成隱性抗性（recessive resistance）；自然界 pvr1、pot-1、mol1 等抗性基因即為 eIF4E 之突變等位基因。此機制主要對 Potyvirus（如 PVY、TuMV、PRSV）有效，對採不同轉譯策略之病毒效果有限，且番茄尚有 eIF(iso)4E 同功基因可能功能互補，故宣稱抗多種病毒應經嚴謹驗證。
- 三、育種流程與原理：(1) 選定標的基因並定序確認功能區；(2) 設計 sgRNA，評估 PAM、on-target 效率與 off-target 風險；(3) 建構 Cas9/sgRNA 載體，以 Agrobacterium（農桿菌）媒介轉殖癒傷組織或原生質體，或以 RNP（ribonucleoprotein）直接遞送；(4) 再生植株以 PCR、T7E1 或次世代定序確認突變型；(5) 自交或回交分離，選出不含 T-DNA 之 null segregant（無轉殖序列之後代）；(6) 進行抗病檢定、產量與園藝性狀評估及品種登記。
- 四、可能不受嚴格基改管制之理由：基因編輯依是否導入外源 DNA 分為 SDN-1（位點突變）、SDN-2（小片段替換）與 SDN-3（插入外源基因）。本案屬 SDN-1 或 SDN-2，最終產品不含外源基因，其變異性質與傳統誘變、自然突變相近，故國際間多視為新育種技術（new breeding techniques）而採個案審查或以傳統育種管理；我國亦由農業部就個案認定，確認無外源 DNA 殘留者得減免田間試驗與基改標示，惟仍須依《植物品種及種苗法》辦理品種檢定。
- 五、限制與風險：eIF4E 突變可能影響植株生育、抗逆境能力及與其他病毒之協力作用；田間病毒族群亦可能突變克服抗性；若以轉殖方式遞送，T-DNA 殘留檢測與法規認定為關鍵，育種者應保存分子特徵與編輯位點資料以備查驗，並持續進行田間抗性監測。
火鶴花是臺灣具經濟與出口價值的熱帶花卉，火鶴花種苗於89 年經公
告為應實施特定疫病蟲害檢查之植物種類。
依照「火鶴花種苗實施特定疫病蟲害檢查作業要點」檢查之疫病蟲害
是那三種？請寫出病害名稱及病原菌屬名，並分別說明如何進行實驗
室內的檢定？（9 分）
請問火鶴花母株保存園在設置與栽培管理上應符合那些規定？（11 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、應檢查之三種疫病蟲害：(1) 細菌性葉斑病（細菌性凋萎病），病原為 Xanthomonas axonopodis pv. dieffenbachiae（現稱 X. phaseoli pv. dieffenbachiae），為革蘭氏陰性桿菌；(2) 炭疽病，病原為 Colletotrichum gloeosporioides species complex（炭疽刺盤孢菌複合種）；(3) 疫病，病原為 Phytophthora nicotianae（疫黴菌屬）。三者在田間均可造成葉斑、莖腐或全株萎凋，為種苗檢查之重點。
- 二、細菌性葉斑病之實驗室檢定：取病健交界處組織，以 70% 酒精與 1% 次氯酸鈉表面消毒，於 NA（nutrient agar）或 King's B 培養基畫線分離，觀察黃色黏稠菌落；進行革蘭氏染色（陰性）、氧化酶與過氧化氫酶測試；以 ELISA 或特異性引子 PCR 確認；最後以健康火鶴花葉片針刺接種，完成柯霍氏法則。必要時輔以免疫螢光染色或 BIOLOG 碳源利用鑑定。
- 三、炭疽病與疫病之實驗室檢定：炭疽病取病組織表面消毒後接種於 PDA（馬鈴薯葡萄糖瓊脂），觀察灰白至灰黑色菌落、分生孢子盤及鐮刀形分生孢子，並以 ITS、calmodulin 或 ApMat 基因定序確認；疫病以 PARPH 選擇性培養基分離，觀察白色棉絮狀菌絲、厚膜孢子與游走孢子囊，並以 ITS、Ypt1 定序鑑定。兩者均須回接健康種苗確認病原性。
- 四、母株保存園之設置規定：應設於隔離地區，與生產田區保持緩衝距離，採 32 目以上防蟲網室或溫室，地面舖設混凝土或採高架植床，使用經消毒之介質；水源獨立，灌溉以滴灌為原則，避免葉面潮濕；入口設置腳踏消毒槽，工作人員更換工作服、手套，工具每次使用前以 70% 酒精或 1% 次氯酸鈉消毒。
- 五、栽培管理規定：母株須來自健康種苗，種植前完成檢疫或檢定；園區禁止混植其他天南星科植物，並控制媒介昆蟲與雜草；每月定期巡視並記錄，發現病株應立即連根拔除、密封帶離並銷毀，不得留置園區；合理施肥、避免偏施氮肥並保持通風；每年至少抽檢一次，保存生產履歷與檢查紀錄供防檢機關查核。
草莓炭疽病及青蔥捲葉炭疽病近年在臺灣發生普遍。
請問這兩個病害主要由那個「種」的炭疽病菌所造成？該種炭疽病菌
和其他炭疽病菌有何生理特性上的差異？（4 分）
如果有種植草莓的農民告訴你，近三年田間不論施用百克敏、待克利、
四氯異苯腈，防治效果都不好，試推論可能的原因？（6 分）
請說明草莓炭疽病的整合性管理策略。（10 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、病原種類與生理特性：兩病害主要由 Colletotrichum siamense（暹羅炭疽菌）引起，屬 C. gloeosporioides species complex（廣義炭疽刺盤孢菌複合種），有性世代為 Glomerella。其與 C. acutatum complex（如 C. nymphaeae，喜低溫、常引起果腐）不同：C. siamense 菌絲生長適溫約 25 至 32℃，35℃ 仍可生長，生長速率快、產孢量大，具潛伏感染與附著器，寄主範圍廣，且對 QoI 類藥劑易出現 G143A 抗性突變。
- 二、藥效不佳之可能原因：(1) 抗藥性：百克敏（pyraclostrobin，QoI）與待克利（difenoconazole，DMI）均為單作用點藥劑，長期連續使用易篩選出 G143A 或 CYP51 突變族群；(2) 四氯異苯腈（chlorothalonil）為多作用點保護劑，僅在感染前有效，若於發病後或雨後才施藥，無法抑制已侵入組織之菌絲；(3) 炭疽病具潛伏感染，肉眼尚無病徵時病原已侵入，施藥時機延誤；(4) 病原鑑定錯誤或混合感染（併發疫病、灰黴病），用藥失準；(5) 菌源量大、密植、氮肥過量及風雨飛濺，使病害持續發生。
- 三、健康種苗與田間衛生：採用無病種苗（育苗場認證、母株檢定），定植前以溫湯或藥劑處理；隨時清除病株、病葉、老葉與落果，集中密封銷毀，不得棄置田間；避免連作，與非寄主作物輪作或休耕，並以蒸氣、厭氧土壤消毒（ASD）或土壤改良劑降低菌源。
- 四、栽培環境管理：採高架或畦面覆蓋塑膠布，以滴灌取代噴灌，避免葉面與果實潮濕；適度密植、保持通風，合理化施肥（減氮、增鉀鈣）；利用遮雨棚或簡易網室降低雨水飛濺；選用抗病品種，並自育苗期即定期監測發病。
- 五、化學與生物防治：發病初期即施藥，輪用不同作用機制（QoI、DMI、SDHI、MBC 及多作用點藥劑如四氯異苯腈、銅劑），同一作用機制每季不超過二至三次，並遵守安全採收期；配合 Bacillus amyloliquefaciens、Trichoderma 等生物製劑與誘導抗性資材；每年進行抗藥性監測，依防檢署抗藥性管理指引調整用藥，以延緩抗性發展。
某社區栽植的七里香上發生了文獻上查不到的新病害。植株主要出現全
株萎凋的現象，請問你會如何進行田間及實驗室的診斷作業？（20 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、田間現場調查與紀錄：先確認發生範圍、發病率與分布型（點狀、行狀或全面），訪談農民栽培史、施肥、灌溉、除草劑使用、前作與苗木來源；繪製田區圖並拍照記錄萎凋、黃化、落葉及地際莖部褐化等病徵；檢查根冠縱切面是否有褐化、菌絲片、菌核或白色菌索，並排除缺水、淹水、鹽害、肥害、寒害與除草劑藥害等非生物因素。
- 二、採樣策略：於病健交界處採集根、根冠、莖基部與土壤，另採健康植株作對照；每區至少五至十株，分裝標示、低溫保存並儘速送檢；同時捕集媒介昆蟲（介殼蟲、粉蝨、飛蝨）並檢查根部線蟲。若懷疑植原體或病毒，應加採新梢與葉片。所有樣本須避免交叉污染，並保留部分組織供分子檢驗。
- 三、實驗室分離與鏡檢：組織以 70% 酒精與 1% 次氯酸鈉表面消毒後，置於 PDA、WA 或選擇性培養基（如 PARPH）於 25℃ 黑暗培養；觀察菌落形態、生長速率、孢子及特殊構造；細菌以 NA 分離並行革蘭氏染色；根部以貝曼漏斗法分離線蟲；必要時以光學或電子顯微鏡檢查病毒內含體與植原體。
- 四、分子與血清學鑑定：真菌以 ITS、TEF1-α、TUB2、RPB2 等多基因定序進行親緣分析；細菌以 16S rRNA 及特異性引子 PCR 鑑定；植原體以 16S rRNA 基因檢測；病毒以 ELISA 或 RT-PCR 檢測，必要時以 qPCR、LAMP 快速定量，並以電子顯微鏡觀察病毒粒子，以確認病原種類。
- 五、病原性測定與後續處理：依柯霍氏法則，將純化菌株以浸根、土壤灌注、莖部針接或孢子懸浮液噴施接種健康七里香苗木，置於適溫高濕環境觀察二至八週，確認與田間相同病徵後再分離；若形態與分子特徵均異於已知種，應以多基因 phylogeny 與形態描述發表新種。最後提出診斷報告與防治建議（清園、健康種苗、土壤消毒、藥劑與生物防治），並通報防檢機關持續監測。