实时荧光定量PCR鉴定小麦矮腥黑穗菌技术研究

 【目的】建立荧光定量PCR体系以准确灵敏的鉴定小麦黑穗菌(Tilletia controversa Kühn,TCK)【方法】根据筛选的TCK独有差异基因片段（1 322 bp）设计特异性引物对CQUTCK4/CQUTCK5和TaqMan 探针CQUP1,建立SYBR GreenⅠ荧光染料法和TaqMan水解探针法定量PCR检测体系,并对体系进行优化。【结果】建立的两套定量PCR检测体系的检测下限相当,可达到0.1fg,对应的拷贝数为2.31×104个,检测灵敏度比常规PCR高2～3个数量级,均可成功鉴别出TCK与小麦网腥黑穗病菌(Tilletia caries (DC)Tul,TCT),并可快速准确检测小麦矮腥黑穗菌冬孢子和检测罹病小麦植株体内的侵染菌丝体。【结论】建立的2种定量PCR检测技术可运用于小麦矮腥黑穗病的早期诊断。     

ELISA和PCR检测在小麦矮腥黑穗病研究中的应用初探

应用ELISA和PCR方法对小麦腥黑穗病菌进行检测研究。利用HRP酶标记的第二抗体(羊抗兔抗体)与结合抗原的兔抗小麦矮腥抗体相结合,通过显色反应来区别正常小麦与染病小麦。根据Genbank的DNA的序列设计了特异性引物,通过PCR方法区分小麦矮腥黑穗病、光腥黑穗病和网腥黑穗病。     

进口哈萨克斯坦小麦TCK等疫情对我区的影响

目前,小麦矮腥黑穗病菌(Tilletia controversa Kuhn)即TCK是我国重要对外检疫性有害生物。在世界范围,TCK已传播至31个国家。新疆周边8个国家小麦染疫尤为普遍,哈萨克斯坦是TCK疫情的重要发生区。哈萨克斯坦共有14个州级行政区域,其小麦主产区中北部的阿克莫拉、北哈萨克斯坦和库斯塔奈3个州,是小麦矮腥黑穗病菌、小麦印度腥黑穗病菌等疫情的严重发生区。     

进口哈萨克斯坦刀小麦TCK等疫情对我区的影响

目前,小麦矮腥黑穗病菌（TilletiaCoIltI＇OVCl＇S3．Kuhn）即TCK是我国重要对外检疫性有害生物。在世界范围。TCK已传播至31个国家。新疆周边8个国家小麦染疫尤为普遍,哈萨克斯坦是TCK疫情的重要发生区。哈萨克斯坦共有14个州级行政区域,其小麦主产区中北部的阿克莫拉、北哈萨克斯坦和库斯塔奈3个州。是小麦矮腥黑穗病菌、小麦印度腥黑穗病菌等疫情的严重发生区。     

应用锁式探针结合斑点杂交技术检测甜瓜细菌性叶斑病

【目的】甜瓜细菌性叶斑病是危害甜瓜的重要种传细菌病害,是由丁香假单胞杆菌流泪病致病变种甜瓜菌株(Pseudomonas syringae pv.lachrymans)引起的。论文旨在建立高效、快捷、操作简单的检测技术以防止此病原菌传播。【方法】以Gen Bank公布的甜瓜细菌性叶斑病菌的甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)基因序列为靶标,设计甜瓜细菌性叶斑病菌特异性锁式探针,建立锁式探针与斑点杂交技术结合的检测体系。以保存的目的菌株为材料,提取DNA作为模板进行锁式探针连接反应、酶切反应和扩增反应,并将锁式探针连接反应、酶切反应和扩增反应的反应温度和反应时间分别进行优化。利用优化的锁式探针连接反应、酶切反应和扩增反应分别对健康的甜瓜种子、带有甜瓜细菌性叶斑病的甜瓜种子、无菌水及25株其他参试菌株进行检测,测定该体系的特异性。将甜瓜细菌性叶斑病菌的DNA按10倍梯度稀释,依次稀释为1 ng·μL~(-1)、100 pg·μL~(-1)、10 pg·μL~(-1)、1 pg·μL~(-1)、100 fg·μL~(-1)、10 fg·μL~(-1)和1 fg·μL~(-1)作为模板,利用优化的锁式探针连接反应、酶切反应和扩增反应,测定灵敏度。将探针与斑点杂交技术结合建立高通量检测体系,将上述反应过程中的扩增产物固定于尼龙膜上,将锁式探针上Zipcode序列的反向互补序列合成c Zipcode(检测探针),检测探针(c Zipcode)用地高辛标记后与产物进行杂交。锁式探针结合斑点杂交技术分别进行特异性检测和灵敏度测定。探针与斑点杂交技术结合建立的高通量检测体系进行人工模拟种子带菌检测,进一步验证该体系的可靠性。利用建立的高通量检测方法对205份市售疑似带病的甜瓜种子进行检测。【结果】锁式探针特异性测定结果表明,26株甜瓜细菌性叶斑病菌均能得到一条105 bp的特异性条带,而剩余25株参试菌株及无菌水均无扩增产物产生。灵敏度测定结果表明,当目的菌株的浓度稀释为1 pg·μL~(-1)时均能检测到一条105 bp的特异性条带,所以探针的检测灵敏度为1 pg·μL~(-1)。探针与斑点杂交技术结合建立的检测甜瓜细菌性叶斑病菌高通量体系能将甜瓜细菌性叶斑病与所有的参试菌种区分开,26株甜瓜细菌性叶斑病菌杂交后出现了显色反应,而25株参试菌株及无菌水均没有发生显色。锁式探针结合斑点杂交的灵敏度检测同样达到1 pg·μL~(-1)。将锁式探针结合斑点杂交进行人工模拟种子带菌检测,能将1粒带菌种子从1 000粒健康的种子检测出来,模拟种子带菌检测率都能达到0.1%(1/1 000)。从205份市售甜瓜种子中成功检测到7份市售种子带菌。将带菌种子分别加入一定量的无菌水浸泡4 h,提取悬液DNA,将悬液DNA进行PCR扩增后测序,NCBI比对后确定为甜瓜细菌性叶斑病菌。【结论】基于锁式探针结合斑点杂交技术的检测体系能够快速、准确地识别甜瓜细菌性叶斑病。     

香蕉细菌性枯萎病菌超分支滚环扩增快速检测技术

根据香蕉细菌性枯萎病菌(Ralstonia solanacearum race 2)的特异插入序列ISRso19设计滚环扩增的锁式探针,并对超分支滚环扩增的反应条件进行优化,建立了香蕉细菌性枯萎病菌超分支滚环扩增技术。结果表明,该检测技术能够从供试的9种病原菌中特异性地检测出香蕉细菌性枯萎病菌,检测的DNA最低浓度为500 fg·μL-1,高于常规PCR的灵敏度。     

基于锁式探针的番茄溃疡病菌实时荧光PCR快速检测

【目的】从口岸进境番茄种子中检测番茄溃疡病菌（Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis,CMM）,一直以来都受检测周期的限制,快速、特异地从种子中检测该病原细菌需要新的方法。研究在锁式探针扩增方式上,选择连接酶依赖的PCR扩增方式,并结合实时荧光PCR技术,旨在建立番茄溃疡病菌基于锁式探针技术的实时荧光PCR快速检测方法,为口岸番茄种子快速检疫提供技术支持。【方法】根据番茄溃疡病菌的一段特异基因Pat-1序列,设计锁式探针的T1和T2臂,使之与CMM的特异性片段碱基序列互补,再按照锁式探针的设计原则设计锁式探针和扩增引物以及荧光探针。试验时,先将锁式探针与CMM以及参照菌株的DNA模板在DNA连接酶作用下分别进行环化连接,再用核酸外切酶Ⅰ和核酸外切酶Ⅲ消化未环化的线性锁式探针,最后以环化的锁式探针为模板,在扩增引物的作用下进行实时荧光PCR试验。建立CMM基于锁式探针技术的实时荧光PCR检测方法,分别比较该方法的特异性和灵敏度与常规PCR方法的差异,并用该方法对收集的来自日本、韩国和中国台湾的番茄种子以及国内采集的共45份样品进行检测。【结果】基于锁式探针技术的实时荧光PCR检测方法能够从供试的菌株中特异性地检出CMM,在供试的10种菌株中,只有靶标细菌能被特异性地检测到阳性,空白对照和其他参试菌株均没有荧光信号的增加,检测为阴性。比较该检测方法与常规PCR方法,其特异性和常规PCR方法一致。该检测方法检测灵敏度高,DNA最低浓度检测为50 fg•μL-1,而常规PCR方法检测DNA最低浓度为5 pg•μL-1,灵敏度高于常规PCR两个数量级。对收集的样品进行检测,结果显示,45份样品中共有5份样品CMM检测结果为阳性,分别是日本的番茄种子样品2份（编号Jap1214、Jap1102）,永泰采集的样品2份（编号为Yongt1001、Yongt1002）和闽清采集的样品1份（编号为Minq1001）。【结论】建立的基于锁式探针技术的荧光PCR方法具有高度的特异性和灵敏度,应用该检测方法对收集的进境番茄种子进行检测,可以直接从番茄种子中检测到CMM,该方法适合口岸番茄种子CMM的快速检测,有较好的口岸检疫实际应用价值。     

进境美国小麦中小麦矮腥黑穗病菌及其近似种的鉴定

进境美国小麦中常携带相当数量的禾本科杂草种子,增加了小麦矮腥黑穗病菌同属腥黑粉菌的传入风险。本文根据近年来我国口岸在进境货物中截获到的腥黑粉菌种类以及在进境美国小麦中截获到的杂草种子种类,总结了进境美国小麦可能携带的腥黑粉菌种类,筛选出4种小麦矮腥黑穗病菌的近似种,并从冬孢子形态、自发荧光、萌发生理等方面提供了鉴定依据。     

新疆塔什库尔干县小麦腥黑穗病的病原鉴定

通过对塔什库尔干县 6个乡的小麦田间进行调查及采集样品的室内检验鉴定证明 ,为害该县小麦的腥黑穗病菌是小麦网腥黑穗病菌和光腥黑穗病菌。萌发实验表明 ,该县的小麦网腥冬孢子在 5℃和 18℃条件下均可萌发 ,在 0℃下停止生长 ,网腥的冬孢子大小平均为 17.7～ 19.8μm,网脊平均高度 1.33μm,网目平均大小 3.71μm;光腥的冬孢子大小平均为 16.7～ 18.6μm。目前在该地区尚未发现小麦印度腥黑穗病和小麦矮腥黑穗病 ,但还须加强当地口岸检疫和田间普查工作 ,严防二病自邻国疫区传入。     

含有扩增内标的食品中猪肉和鸡肉成分Taqman探针实时荧光PCR检测方法的建立

【目的】建立含有扩增内标（IAC,Internal amplification control）的用于食品中猪肉和鸡肉成分鉴别的Taqman探针实时荧光PCR检测方法。【方法】分别基于猪的beta actin 基因和鸡的transforming growth factor 基因设计引物和探针;考察引物和探针的特异性与灵敏度;设计并构建扩增内标,优化体系中扩增内标浓度,建立内标实时荧光PCR体系;使用该检测体系对鲜肉和熟肉来源的DNA模板进行检测评价;应用该体系对市售38份样本进行盲样检测。【结果】含有扩增内标的Taqman探针实时荧光PCR体系能有效地进行食品中猪肉和鸡肉成分的快速检测,非目标物种在40个循环内均无出现扩增,检出限均为0.5 ng DNA;该体系对鲜肉和熟肉来源的DNA模板检测无显著差异;对市售食品样本的鉴别验证了方法的实用价值。【结论】该方法准确稳定,可用于食品中猪肉和鸡肉成分的快速检测。     

小麦矮腥黑穗病研究进展与展望

介绍了小麦矮腥黑穗病的病原、分布与危害,综述了小麦矮腥黑穗病菌检疫鉴定、种子灭菌处理、有害风险分析、防治等方面的研究进展,并进行了展望。     

环氧乙烷对小麦矮腥黑穗病菌的杀灭效果

在室内相对湿度50%-60%的恒温条件下,研究了不同剂量、温度、处理时间和有、无载物情况下环氧乙烷(ethylene oxide,EO)对小麦矮腥黑穗病菌(Tilletia controversa Kühn,TCK)的杀灭效果.结果表明,EO对TCK冬孢子有极强的杀灭作用.EO对TCK病菌的杀灭效果随处理温度升高、剂量的增加和熏蒸时间的延长而增强.无载物情况下,15、20、25℃处理120 h条件下达到100%杀菌效果的临界浓度值分别为10.5、7.3和6.8 g.m-3.EO对TCK的杀菌临界浓度随熏蒸时间延长和温度升高而降低.80%装载量条件下,EO对TCK病菌的LD50较无载物条件下的高.     

用SSR标记和巢式PCR快速检测大豆疫霉菌

 【目的】建立快速、准确的大豆疫霉菌检测和病害早期诊断分子技术。【方法】基于大豆疫霉菌SSR标记Psc239设计两对引物Psc239EF/Psc239ER和Psc239F/Psc239R,建立特异性检测大豆疫霉菌的巢式PCR方法。【结果】用36个大豆疫霉菌分离物和25个其他卵菌和真菌分离物基因组DNA评价引物及巢式PCR的专化性,引物对Psc239EF/Psc239ER、Psc239F/Psc239R和巢式PCR反应只在大豆疫霉菌中分别扩增出519、242和242 bp的特异片段,在其它卵菌和病原真菌中不扩增片段;用两对引物进行常规PCR扩增,检测大豆疫霉菌DNA的灵敏度均为50 pg?μl-1,而巢式PCR的灵敏度为50 fg?μl-1;巢式PCR检测土壤中卵孢子的灵敏度为每克土壤0.4个卵孢子;巢式PCR能够特异地从大豆病株和土壤中检测到大豆疫霉菌。【结论】基于SSR标记建立的巢式PCR方法能够用于大豆疫霉菌的快速检测和病害诊断。     

用等位基因特异PCR检测普通小麦（Triticum aestivum L.）的单核苷酸多态性

 【目的】以2份六倍体小麦Opata85和W7984及其重组近交系（RIL）的111个株系和3份小麦二倍体野生近缘种为材料，研究用等位基因特异PCR检测普通小麦中单核苷酸多态性的方法。【方法】利用直接测序的方法检测2份六倍体小麦和3份小麦二倍体野生近缘种TaDREB1基因的DNA序列，在B基因组上发现了2个SNPs。以其为3?端，设计等位基因特异引物及其互补引物，对SNP进行分型，同时研究了特异引物3?端碱基错配对等位基因特异PCR的影响，优化了PCR反应体系。【结果】等位基因特异引物3?端不同位置的碱基错配及不同类型的碱基错配对PCR结果影响较大；在等位基因特异PCR中，Mg2+、dNTP及Taq DNA聚合酶的用量均大于普通PCR。【结论】只要在等位基因特异引物3?端加上合适的错配碱基，并且优化其PCR反应体系，用等位基因特异PCR方法检测六倍体小麦中的单核苷酸多态性是可行的。     

SYBR Green I 实时荧光定量PCR检测小麦纹枯病菌体系的建立和应用

【目的】纹枯病是小麦生产上重要的土传病害之一,早期准确定量检测病原是病害预测预报及实现有效防控的基础。传统组织分离鉴定方法费时、程序复杂,而且无法做到准确定量。为实现小麦纹枯病早期快速准确定量检测,研究旨在建立小麦纹枯病菌（Rhizoctonia cerealis）的SYBR Green I实时荧光定量PCR（real-time PCR）检测方法。【方法】根据小麦纹枯病菌的β-tubilin序列,设计1对特异性引物,建立并优化SYBR Green I real-time PCR反应体系,利用小麦纹枯病菌、立枯丝核菌（R. solani）、双核丝核菌AG-A和AG-F菌株、小麦全蚀病菌（Gaeumannomyces graminis var. tritici）、小麦根腐病菌（Bipolaris sorokiniana）、小麦茎基腐病菌假禾谷镰孢（Fusarium pseudograminearum）和禾谷镰孢（F. graminearum）等8种小麦根部或土壤病原物的菌丝DNA进行普通PCR和real-time PCR特异性检测,并对灵敏度、可重复性进行评价。利用该体系分别检测接种后5、10、60 d不同接种浓度的盆栽小麦病株。【结果】研究设计的引物特异性强,普通PCR检测结果仅小麦纹枯病菌DNA有扩增条带。Real-time检测结果表明该对引物对小麦纹枯病菌只有唯一的产物吸收峰,对其余供试菌株均未检测到荧光信号。普通PCR检测的灵敏度为6.5×10³ copies/μL, real-time PCR的灵敏度可达到6.5×10² copies/μL。以携带目的基因片段的重组质粒为标准品,构建的real-time PCR标准曲线循环阈值与模板浓度呈良好的线性关系,熔解曲线的吸收峰单一,相关系数为0.997,扩增效率为0.91。对人工接种的盆栽小麦病株进行real-time PCR检测,结果表明与病情指数和接种量分别呈显著正相关。【结论】研究建立的基于real-time PCR技术的小麦纹枯病菌快速检测方法速度快、灵敏度高、特异性强、重复性好。可以用于小麦纹枯病菌检测、指导病害预测和防治。     

甘肃省白菜死棵病病原菌鉴定及其融合群检测技术

【目的】明确引起甘肃省白菜死棵病的病原菌种类,并建立该病原菌的分子生物学检测方法,为白菜死棵病的预防及有效防治提供参考依据。【方法】对采自甘肃省的白菜死棵病菌分离、纯化培养,观察菌落形态,初步明确其病原菌为立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）,为准确鉴定,从分离菌株中选取部分菌株利用通用引物rDNA-ITS和TEF-1α（translation elongation factor,1-alpha）进行PCR扩增、测序,采用MEGA 7.0中最大似然法（maximum likelihood,ML）构建系统发育树,同时用特异性引物对F-RS/R-RS进行融合群鉴定;采用叶面喷雾和茎基部灌根法对20个白菜品种进行致病力测定。根据立枯丝核菌rDNA-ITS基因保守区域序列,运用Primer 5.0设计1对特异性检测引物,建立实时荧光定量PCR（real-time fluorescent quantitative PCR,real-time PCR）检测该病原菌的方法。利用立枯丝核菌融合群（anastomosis groups,AGs）AG3—AG11、双核丝核菌AG-A（binulceate Rhizoctonia AG-A）、水稻纹枯病菌（R. solani AG-1-IA）、镰孢菌（Fusarium spp.）、腐霉菌（Pythium spp.）等常见病原菌的菌丝DNA进行常规PCR和real-time PCR检测,对特异性、灵敏度和可重复性进行评价。利用该体系对人工接种不同天数和田间采集的白菜病株及其根际土壤进行检测。【结果】共分离得到86株立枯丝核菌,经常规PCR特异性检测,结果表明大多数菌株属于立枯丝核菌融合群AG-2-1（68/86）,少数为AG-1-IB（18/86）;选取50个代表菌株进行ITS和TEF-1α基因测序和系统发育分析,AG-2-1和AG-1-IB分别与相应融合群参考序列聚在一支,且亲缘关系置信度为100％;致病力测定结果表明,两个融合群代表菌株对20个白菜品种的茎基部均可致病,AG-2-1对金娃娃、小皇宝叶部无致病力,且AG-1-IB的致病力稍强于AG-2-1。设计的引物特异性强,常规PCR检测结果表明仅白菜死棵病菌有扩增条带。Real-time PCR检测结果表明引物F-RS/R-RS特异性强,对白菜上立枯丝核菌有唯一的产物吸收峰,对其余对照菌株均未检测到荧光信号。常规PCR检测的灵敏度为8.41×10 ⁵copies/μL,real-time PCR的灵敏度可达到8.41×10 ³copies/μL,提高了2个数量级。以携带目的基因片段的重组质粒为标准品,构建的real-time PCR标准曲线循环阈值与模板浓度呈良好的线性关系,熔解曲线的吸收峰单一,相关系数为0.9983,扩增效率为91％。该方法能成功检测出田间采集的白菜病株及根际土壤中的立枯丝核菌,对人工接种后不同发病天数的盆栽白菜进行real-time PCR检测,结果表明接种后第5天植株及土壤带菌量最大。 【结论】通过对白菜死棵病菌进行分子生物学鉴定和致病力测定,明确了甘肃省白菜死棵病是由立枯丝核菌 AG-2-1和AG-1-IB两个融合群侵染所致。建立的real-time PCR测定立枯丝核菌的方法特异性强、灵敏度高,可实现植株和土壤的带菌检测及监测,可为病害早期预警及管理提供技术支持。     

葡萄霜霉病菌实时荧光定量PCR检测体系的建立和应用

【目的】葡萄霜霉病是葡萄生产上重要的单年流行病害,研究旨在构建葡萄霜霉病菌（Plasmopara viticola）的实时荧光定量PCR（real-time PCR）检测体系,为葡萄霜霉病的早期诊断和预测预报提供依据。【方法】依据GenBank中葡萄霜霉病菌cox2基因序列设计1对特异性引物（F-cox-Pv/R-Pv）,建立并优化常规PCR和real-time PCR反应体系,利用葡萄霜霉病菌、葡萄炭疽病菌（Colletotrichum gloeosporioides）、葡萄白粉病菌（Uncinula necator）、葡萄灰霉病菌（Botrytis cinerea）、葡萄白腐病菌（Coniella diplodiella）、葡萄溃疡病菌（Botryosphaeria dothidea）、白菜黑斑病菌（Alternaria brassicae)、辣椒炭疽病菌（C. capsica）、甘草根腐病菌（Fusarium solani）、西葫芦白粉病菌（Sphaerotheca fuliginea）、番茄菌核病菌（Sclerotinia sclerotiorum）、马铃薯干腐病菌（F. equiseti）、西瓜枯萎病菌（F. oxysporum）、哈茨木霉（Trichoderma harzianum）等14种葡萄及其他作物病原菌和拮抗菌的菌丝DNA进行常规PCR和real-time PCR特异性检测,并对灵敏度和可重复性进行评价。运用已构建的real-time PCR体系对人工接种葡萄霜霉病菌的潜育期叶片内病原菌DNA进行定量检测,利用SPSS 19.0软件分析接种时间与叶片内葡萄霜霉病菌潜伏侵染量的关系。【结果】研究设计的引物特异性高,常规PCR仅对葡萄霜霉病菌DNA有扩增条带,为139 bp;real-time PCR检测结果表明该对引物对葡萄霜霉病菌有唯一的产物吸收峰,对其他供试菌株均未检测到产物吸收峰。常规PCR检测的灵敏度为10 pg·μL ^-1,real-time PCR的灵敏度可达到0.1 pg·μL ^-1,是常规PCR检测灵敏度的100倍。以携带目的基因片段的重组质粒为标准品,构建real-time PCR循环阈值（Ct）与模板浓度的线性关系,标准曲线y=42.27-3.36x,相关系数R ²=0.997,扩增效率为98.50%,线性范围达7个数量级,在2.4×10 ³—2.4×10 ⁹ copies/μL呈现良好的线性关系。对人工接种葡萄霜霉病菌的潜育期叶片内病原菌DNA进行real-time PCR检测,结果表明叶片内病原菌潜伏侵染量随接种时间的变化呈指数关系增长,y=6.34×10 ⁴·e ^{0.084 x},相关系数R ²=0.936。该real-time PCR检测体系在接种6 h后就可以检测到葡萄霜霉病菌DNA,检测量为5.68×10 ⁴ copies/μL病原菌DNA。 【结论】构建的葡萄霜霉病菌real-time PCR检测体系的灵敏度远高于常规PCR,且特异性强、重复性好,其Ct值与模板浓度呈较好的线性关系,扩增效率高,可用于定量检测葡萄霜霉病菌的潜伏侵染量。     

小麦矮腥黑穗病菌冬孢子的热力灭菌研究

利用热力对病菌冬孢子进行灭菌的研究，以解决带菌的粮用小麦加工后，麦麸如何灭菌的问题。通过试验表明病菌冬孢子经过湿热处理６５℃１０ｍｉｎ即可灭菌，而以７０℃１０ｍｉｎ和８Ｏ℃５～１０ｍｉｎ为可靠的灭菌条件，干热处理１００℃１０ｍｉｎ不能灭菌，带菌麦麸只有经过湿热处理后才能用作饲料。