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高考申論題 112年 [植物病蟲害防治] 植物病原微生物學

第 一 題

📖 題組:
請解釋下列有關植物病毒學的專有名詞:(每小題4分,共20分) (一)TIP (二)DEP (三)35S RNA template (四)Inclusion bodies (五)Non-persistent transmission
📝 此題為申論題,共 5 小題

小題 (一)

TIP

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看到 TIP,應立刻聯想其全稱「Thermal Inactivation Point(熱不活化點)」。作答時務必精準點出定義的三大要素:「病株粗汁液」、「加熱10分鐘」以及「使病毒完全失去感染力的最低溫度」,並補充其在早期病毒鑑定上的應用價值。

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「TIP」全稱為 Thermal Inactivation Point(熱不活化點 或 熱致死點)。 定義指將含有植物病毒的病株粗汁液,置於不同溫度下加熱處理 10 分鐘後,能使該病毒完全失去感染力(不活化)的「最低溫度」。 實務應用上,TIP 是植物病毒重要的理化特性之一,早期常用於植物病毒的鑑定、分類與區分。不同病毒的 TIP 差異甚大,多數植物病毒的 TIP 介於 50°C 至 60°C 之間,但如菸草鑲嵌病毒(TMV)極耐熱,其 TIP 可高達 90°C 以上。

小題 (二)

DEP

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看到「DEP」應直覺聯想植物病毒傳統理化特性鑑定中的「稀釋終點(Dilution End Point)」。作答時需完整寫出中英文全名、具體定義(粗汁液稀釋後仍具感染力的極限),並點出其在早期植物病毒鑑定分類上的應用價值。

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「DEP(Dilution End Point)」中文譯為「稀釋終點」或「稀釋極限」。 其定義是指含有植物病毒的病株粗汁液(crude sap)在進行連續稀釋後,接種於感病寄主植物上,仍能引發病徵(具感染力,infectivity)的最高稀釋倍數或最低濃度界線(通常以 $10^{-3}$、$10^{-4}$ 等表示)。 實務應用上,DEP 常與熱致死點(TIP)及體外保毒期(LIV)結合,作為早期分子生物技術尚未普及前,鑑定與區別可經由機械傳播(mechanical transmission,或稱汁液傳播)之植物病毒種類的重要理化特性指標。

小題 (三)

35S RNA template

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看到「35S RNA template」,應直覺聯想到具雙股DNA(dsDNA)基因體的花椰菜嵌紋病毒(Cauliflower mosaic virus, CaMV)。解題關鍵在於指出其作為「副反轉錄病毒(Pararetrovirus)」的特殊複製機制,並說明此巨大RNA分子如何同時作為轉譯的mRNA與反轉錄回DNA的模板。

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「35S RNA 模板(35S RNA template)」為花椰菜嵌紋病毒科(Caulimoviridae,如典型代表:花椰菜嵌紋病毒 Cauliflower mosaic virus, CaMV)在複製週期中產生的一種關鍵全基因體RNA中間產物。特徵與功能包含: (1) 複製中間產物:CaMV 屬於副反轉錄病毒(Pararetrovirus),其基因體為環狀雙股DNA(dsDNA)。進入宿主細胞核後,會利用植物宿主的 RNA 聚合酶 II(RNA polymerase II)將病毒 DNA 轉錄成帶有端部重複序列的 35S RNA。 (2) 雙重功能:進入細胞質後,35S RNA 不僅作為多順反子(polycistronic)mRNA 供轉譯出多種病毒蛋白質,更作為反轉錄酶(Reverse transcriptase)的「模板」,將其反轉錄回 dsDNA,以合成子代病毒基因體。

小題 (四)

Inclusion bodies

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看到「Inclusion bodies」應直覺聯想到植物病毒感染宿主後細胞內產生的異常結構。作答時需點出其組成(病毒蛋白、顆粒或宿主成分)、形態多樣性(如Potyvirus的風車狀),並強調其在病毒快速診斷與分類上的重要價值。

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「內含體」(Inclusion bodies)是指植物宿主細胞受到病毒感染後,於細胞質或細胞核內所形成的異常構造,通常可藉由光學顯微鏡(經染色)或電子顯微鏡觀察。 其特徵包含:(1) 組成物質可為病毒顆粒(virions)的聚集體、病毒編碼的非結構蛋白質,或是受病毒影響而變異的宿主胞器與細胞骨架;(2) 形態具高度多樣性及類群專一性,例如馬鈴薯 Y 病毒科(Potyviridae)特有的風車狀(pinwheel)內含體,以及煙草鑲嵌病毒(TMV)產生的六角形結晶狀與 X-body(不定形)內含體。 實務應用為:由於特定病毒或病毒科會誘發特定形態與位置的內含體,植物病理學上常將其作為病毒病害早期快速診斷(rapid diagnosis)以及輔助病毒系統分類學(taxonomy)的重要細胞學依據。

小題 (五)

Non-persistent transmission

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看到「Non-persistent transmission」應立即聯想到病毒與媒介昆蟲(特別是蚜蟲)的傳播關係。答題時務必點出「獲毒快、無潛伏期、保毒期短」的三大特徵、口針型傳播(Stylet-borne)的機制,並舉出代表性病毒(如 CMV)與相應的 IPM 防治限制。

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「非持久性傳播(Non-persistent transmission)」為植物病毒經由媒介昆蟲(主要為蚜蟲)傳播的一種模式,又稱「口針型傳播(Stylet-borne transmission)」。 其特徵包含: (1) 獲毒期與傳毒期極短:昆蟲僅需數秒至數分鐘的試探性取食,即可完成獲毒(Acquisition)與傳毒(Inoculation)。

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