多堆柄锈菌潜育期侵染量实时荧光定量PCR检测体系的建立

为快速及时诊断并定量监测玉米内多堆柄锈菌Puccinia polysora潜育期的侵染量,根据多堆柄锈菌的ITS序列和玉米Actin2基因序列,分别设计多堆柄锈菌特异性引物PpoF/PpoR和Taq Man探针PpoP以及玉米特异性引物ZmF/ZmR和Taq Man探针ZmP,对引物和探针的特异性和灵敏度进行测定,并用这2对引物和探针建立多堆柄锈菌潜育期的实时荧光定量PCR检测体系,定量监测接种后玉米叶片中多堆柄锈菌DNA量随时间的变化。结果表明,多堆柄锈菌和玉米的特异性引物和探针对各自靶标片段均具有良好的特异性,灵敏度分别为10^-3ng/μL和10^-2ng/μL;在接种后24 h,利用所建实时荧光定量PCR检测体系即可在玉米叶片中检测到多堆柄锈菌,且潜育期内多堆柄锈菌的侵染量随时间呈指数增长。表明所建实时荧光定量PCR检测体系可用于多堆柄锈菌潜育期侵染量的定量检测和监测。     

甘蔗宿根矮化病菌实时荧光定量PCR检测方法的建立

 甘蔗宿根矮化病是由Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx)引起的一种世界性甘蔗细菌病害。根据Lxx的Pat1基因保守序列,设计并合成了一对特异性引物Pat1F (5′-GGTTCCATTGCTTACCGATT-3′)/Pat1R(5′-CAAGTTTCGACAGGAACAGC-3′),和一条TaqMan探针(FAM-5′-CCACGGCTACGTCAATTCGGG-3′-TAMRA),建立了一种特异性强、灵敏度高的甘蔗宿根矮化病菌实时荧光定量PCR检测方法。结果表明,本研究建立的实时荧光定量PCR方法,对Lxx的检测最低下限为10² copies·μL^-1。应用实时荧光定量PCR与常规PCR方法对14个甘蔗品种进行Lxx检测,阳性检出率分别为86%和43%,表明实时荧光定量PCR比常规PCR检测方法具有更高的灵敏度。研究结果为甘蔗宿根矮化病的诊断、田间发生动态监测、脱毒健康种苗检测及品种/材料交换检疫检测提供了新技术支撑。     

西番莲中夜来香花叶病毒实时荧光定量PCR检测方法的建立及应用

夜来香花叶病毒(telosma mosaic virus, TeMV)是对西番莲危害较大的一种病毒病原。根据病毒末端结合蛋白(VPg)序列设计引物, 建立了以Vpg-334F/506R为特异性引物, 退火温度54℃, 引物浓度0.6 μmol/L的SYBR Green Ⅰ实时荧光定量PCR检测方法。该方法可特异性扩增TeMV基因组6 483~6 675 nt区域, 所得标准曲线扩增效率为102.77%, 决定系数为0.996 1, 最低检测浓度为2.370×10 2 拷贝/μL, 灵敏度是普通PCR的1 000倍。应用该方法对接种TeMV的西番莲进行检测, 发现接种3 d后可在叶片中检测到TeMV, 定量分析不同温度下TeMV在叶片中的积累, 发现26~28℃下病毒积累速度最快, 且植株症状表现与病毒积累量密切相关。对赣南地区采集的76份西番莲田间样品进行检测, 共检出71份阳性样品, 检出率为93.4%。综上, 本研究建立的实时荧光定量PCR方法特异性强, 灵敏度高, 适于TeMV的快速检测。     

穿刺巴斯德芽菌荧光定量PCR检测方法的建立与应用

以穿刺巴斯德芽菌16S rDNA片段为靶标,通过对荧光定量PCR反应条件的摸索,建立该菌的荧光定量PCR检测方法.所选靶点最适退火温度60℃,正、反向引物的最佳浓度搭配为900、300 nmol/L;以Ct值和质粒拷贝浓度对数为坐标轴建立标准曲线,回归方程为y=-3.200×logx+ 34.43,R2值为0.998,PCR扩增效率为105.4％,对含穿刺巴斯德芽菌芽胞的土壤样品检测阈值为2×103个/g土壤.该方法敏感度高、特异性好,能够运用于穿刺巴斯德芽菌的定性、定量检测.     

枣疯病植原体TaqMan探针实时荧光定量PCR检测方法的建立

根据枣疯病植原体16S rDNA基因保守区域设计、合成特异性引物和TaqMan探针, 以构建的重组质粒作为阳性标准品, 建立并优化了对枣疯病植原体的TaqMan实时荧光定量PCR检测方法。对优化后的方法进行灵敏度、特异性及稳定性评价, 制作了标准曲线。结果显示, 制作的标准曲线有极好的线性关系, 相关系数( r 2 )达到0.998, 建立的实时荧光定量PCR检测方法能够特异性地检测枣疯病植原体, 能检测到60拷贝的质粒DNA。本研究建立的实时荧光定量PCR检测方法灵敏度、特异性、重复性好, 不仅能够实现对枣疯病植原体的快速检测, 而且为实现从病原定量水平上对枣疯病病情分级奠定了基础。     

甘薯褪绿矮化病毒西非株系实时荧光定量PCR检测方法的建立及应用

 依据GenBank中登录的甘薯褪绿矮化病毒(Sweet potato chlorotic stunt virus,SPCSV)西非株系(WA)的核苷酸序列,分别设计两对特异性引物和一条TaqMan探针。以SPCSV-WA外壳蛋白(cp)基因的重组质粒为阳性标准质粒绘制标准曲线,通过优化反应体系和反应条件,建立了SPCSV-WA的实时荧光定量PCR检测方法。试验结果表明,该方法只能检测到目的病毒,标准曲线的斜率和相关系数分别为-3.239和1,扩增效率为103.568%。最低可检测到约3.31 copies/μL的阳性质粒,灵敏度比常规PCR高1 000倍。本研究建立的SPCSV实时荧光定量PCR方法可用于田间样品的检测,为SPCSV的早期预警和流行学研究提供了技术手段。     

应用TaqMan探针实时荧光定量PCR技术早期检测稻瘟病

 稻瘟病是一种严重危害水稻生产的真菌病害,早期监测和防治是关键。温室接种大田主栽品种合系39和感病水稻蒙古稻,定时观察发病症状。提取水稻病样总DNA,根据稻瘟菌28S rDNA基因序列,设计特异引物和TaqMan探针,进行荧光定量PCR检测。结果表明稻瘟菌在蒙古稻和大田主栽品种合系39上症状最初出现时间为接种后72 h,蒙古稻典型症状出现时间为接种后168 h,在合系39上出现典型症状的时间为接种后190 h以后。利用TaqMan探针荧光定量PCR技术,在接种12 h的蒙古稻和合系39上均能检测到稻瘟菌DNA,接种48 h,菌量拷贝数达到最高峰,接种72 h,菌量拷贝数开始下降。不同品种中病原菌拷贝数存在差别,在接种12 h的蒙古稻中稻瘟菌含量为7.2×103个拷贝数,在合系39中为4.9×103个拷贝数。本研究结果表明,应用实时荧光定量PCR技术可以在接种后12 h症状未显现之前检测到稻瘟菌,为稻瘟病流行监测和早期防治提供了科学依据。     

猕猴桃植株中柑橘叶斑驳病毒实时荧光定量PCR检测技术的建立及应用

 柑橘叶斑驳病毒(Citrus leaf blotch virus, CLBV)在陕西省栽培猕猴桃中发生普遍。为监测CLBV发生情况,本研究建立了CLBV的实时荧光定量PCR(Real-time fluorescent quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)检测方法。该方法特异性强,可准确检测目的病毒,标准曲线斜率为-3.378,决定系数R²=0.997 9,扩增效率为97.7%,比普通RT-PCR灵敏度高100倍,可用于猕猴桃植株CLBV的批量检测或低丰度病毒样本(如猕猴桃休眠枝条)的检测。为苗木携带CLBV病毒的早期诊断、果园病毒病预测预报和防控奠定了基础。     

实时荧光定量PCR法检测十字花科细菌性黑斑病菌

为有效防控我国的检疫性有害生物十字花科细菌性黑斑病菌Pseudomonas syringae pv.maculicola在国内的传播与蔓延,通过设计1对特异性引物3539,利用132株靶标和非靶标菌为模板进行PCR扩增,建立了实时荧光定量PCR法,并进行了模拟种子带菌试验。结果显示,引物3539为只针对十字花科细菌性黑斑病菌扩增出的特异性产物;在模拟种子带菌检测中,常规PCR对菌悬液的检测限为10~5CFU/m L,实时荧光定量PCR的检测限为10~3CFU/m L,其中10~8CFU/m L菌液的Ct值最低,为22.90,10~3CFU/m L菌液的Ct值最高,为35.73,且不同浓度菌液间的Ct值均有显著差异;不同带菌率模拟种子的检测结果表明,常规PCR和实时荧光定量PCR能检测到的带菌率分别为0.5%和0.1%。研究表明,实时荧光定量PCR法不仅可用于病种的检测,也可用于病害的早期诊断。     

黄瓜绿斑驳花叶病毒实时荧光定量PCR检测体系的建立

为灵敏、快速地检测西瓜种子和果实中的黄瓜绿斑驳花叶病毒(cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV),根据该病毒的衣壳蛋白(coat protein,CP)序列设计特异性引物,建立基于SYBR Green Ⅰ染料的实时荧光定量PCR(real-time fluorescent quantitative PCR,RT-qPCR)技术,并对采集的12份不同发育期西瓜果实样品进行检测。结果表明,建立的RT-qPCR检测技术可对西瓜种子中的CGMMV含量进行精确检测,检测下限为3.35×10~2 copies/μL。采集的12份不同发育期西瓜果实样品中有10份被检测出携带CGMMV,病毒含量范围为1.00×10~4～4.80×10~6 copies/μL。随着果实发育,由CGMMV引起的果实倒瓤症状愈加明显,果实中CGMMV的积累量也明显增加。授粉后25 d西瓜果实中CGMMV的含量是授粉后10 d时的30倍,表明病毒在果实中的积累可能受生长发育期的影响且果实倒瓤症状的形成与病毒积累量呈正相关。     

大蒜白斑病菌SS-毒素的结构鉴定

 大蒜白斑病是由Stemphylium solani 引起的一种重要的大蒜病害,病菌可产生致病毒素SS-毒素。本文采用薄层层析和高效液相色谱法对该毒素进行分离纯化,结合化学鉴定、紫外可见吸收光谱、红外光谱、质谱、元素分析以及核磁共振等方法鉴定毒素结构。通过化学反应可初步判断该毒素是一种酚类物质;毒素在215、264和458 nm处有紫外可见吸收峰;在红外光谱中可看出,毒素结构中有酚-OH(3 400 cm^-1)、-CH₃(2 946 cm^-1、1 449 cm^-1、1 395 cm^-1)、芳香环(3 092 cm^-1、1 595 cm^-1)、-CO(1 670 cm^-1)和酮-C=O(1 640 cm^-1)存在的伸缩振动;根据电喷雾质谱和元素分析结果得到SS-毒素的分子式为C₁₆H₁₆O₈;进一步结合毒素的核磁共振氢谱和碳谱将SS-毒素鉴定为7-甲氧基-2-甲基-1,2,3,4-四氢-1,2,3,4,5-五羟基蒽醌。本文是首次对S. solani致病毒素的化学结构进行鉴定。     

生姜腐皮镰刀菌的分离鉴定及PCR快速检测方法构建

 由腐皮镰刀菌(Fusarium solani)引起的生姜枯萎病是一种毁灭性真菌土传病害,其病原菌的快速高效检测,有助于枯萎病的早期诊断及预警。通过回接试验、形态学观测以及系统进化树分析,对湖北生姜产区分离的菌株进行鉴定,获得生姜腐皮镰刀菌(F. solani)。基于镰刀菌属通用引物TEF-1αF/TEF-1αR基因序列,以腐皮镰刀菌基因组DNA为模板进行扩增测序,根据序列信息设计筛选出一对腐皮镰刀菌特异性引物,构建了基于普通PCR的快速高效分子检测方法,并对接种过病菌的生姜植株和土壤进行检测验证。通过病原菌的菌落形态、孢子显微结构观察、真菌通用引物ITS1/ITS4鉴定和致病性测定,确定引起生姜枯萎病的病原菌为腐皮镰刀菌(F. solani)。用设计的特异性引物F8/R8进行PCR,特异扩增获得约381 bp的目标条带,检测灵敏度为454 pg·μL^-1,利用该引物对带菌生姜幼苗和土壤进行检测验证,证实可从发病生姜幼苗和带菌土壤中特异性检测到腐皮镰刀菌(F. solani)。本研究明确了引起湖北生姜枯萎病的病原菌为腐皮镰刀菌(F. solani),并建立了PCR快速检测方法。该检测方法简便、灵敏、高效,可用于生姜枯萎病的早期诊断与预防。     

玉米纹枯病菌全长cDNA文库的构建与鉴定

 以玉米纹枯病菌菌丝为材料,利用In-Fusion SMARTer^TM cDNA Lib Construction Kit构建玉米纹枯病菌全长cDNA文库。文库质量鉴定结果表明,文库滴度为1.2×10⁶pfu·mL^-1,重组率为99.2%,插入片段平均长度大于1.0 kb。随机挑取400个白色克隆进行测序,共获得329个高质量EST序列,经聚类拼接后得到250条unique EST,包括36条contigs和214条singletons。在GenBank 进行Blastn 与Blastx 同源比对,有227条EST 与已知核酸或蛋白有不同程度的同源性,占全部EST 的90.8%,其余23条无任何同源性,占9.2%。     

Early detection of sugar beet pathogen Ramularia beticola in leaf and air samples using qPCR

A quantitative PCR method (qPCR) was developed for the detection and quantification of Ramularia beticola causing Ramularia leaf spot in sugar beet. R. beticola specific primers were designed based on the internal transcribed spacer region 2 (ITS2). The assay was applied on DNA extracted from spores trapped on tape from Burkard spore traps placed in an artificially inoculated sugar beet field trial and in two sugar beet fields with natural infections. R. beticola DNA was detected at variable amounts in the air samples 14 to 16 days prior to first visible symptoms. R. beticola DNA was detected in air samples from fields with natural infection at significant and increasing levels from development of the first symptoms, indicating that spore production within the crop plays a major role in the epidemic development of the disease. Sugar beet leaves sampled from the inoculated field trial were also tested with the qPCR assay. It was possible to detect the presence of R. beticola in the leaves pre-symptomatic at least 10 days before the occurrence of the visible symptoms of Ramularia leaf spot. This is the first report of a molecular assay, which allows screening for the presence of R. beticola in plant material and in air samples prior to the appearance of visible symptoms. An early detection has potential as a tool, which can be part of a warning system predicting the onset of the disease in the sugar beet crop and helping to optimise fungicide application.     

Rapid detection and quantification of viable potato cyst nematodes using qPCR in combination with propidium monoazide

Potato cyst nematodes (PCN), Globodera pallida and Globodera rostochiensis, are obligate parasites of solanaceous plants, causing severe losses in several potato growing areas throughout the world. To date, management of PCN is related to nematode population densities estimated as eggs per gram of soil, without considering the actual number of viable juveniles within the cysts. In classical nematology, the standard method to determine PCN viability is based on a staining assay, using Meldola's blue dye (MB) followed by microscopic visualization of MB‐treated nematodes. Although MB is considered to be reliable in staining embryonated juveniles within eggs and cysts, it is a time‐ and labour‐consuming assay. In the present work, a real‐time PCR (qPCR)‐based method combined with propidium monoazide (PMA), a photoreactive DNA‐intercalating dye, was developed for the quantification of viable PCN. This dye renders exposed DNA of dead cells unable to be amplified by PCR, and thus only DNA from viable/intact PCN juveniles is amplified and detected. The novelty of the present method lies in the simultaneous quantitative and qualitative estimation of viable PCN inocula using species‐specific primers and TaqMan probes. The PMA–qPCR viability method (v‐PCR) developed for the two Globodera species successfully discriminated dead from living specimens in heat‐treated samples and eggs in old and newly formed cysts. Interestingly, the detection of DNA from 34‐year‐old nematode cysts stored at room temperature was observed. In conclusion, the proposed v‐PCR method should prove to be very useful for the routine determination of PCN viability from field samples.     

三重PCR检测黄瓜炭疽病菌、菌核病菌和细菌性萎蔫病菌

 本试验建立一种可同时检测黄瓜炭疽病(Colletotrichum orbiculare)、黄瓜菌核病(Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)de Bary)和黄瓜细菌性萎蔫病(Erwinia tracheiphila)等黄瓜主要病害病原菌的三重PCR检测体系。采用正交试验设计方法, 对三重PCR的影响因素分析研究, 进行退火温度优化, 并以3个引物组、Taq DNA聚合酶、dNTP和Mg²⁺ 共6因素3水平进行多重PCR体系优化, 成功建立了适合黄瓜主要病害的三重PCR最佳检测体系, 即25 μL的反应体系中含有0.24 μmol·L^-1 CY1/CY2;0.72 μmol·L^-1 SSFWD/SSREV;0.336 μmol·L^-1 ET-P1/ ET-P2;1 U Taq聚合酶;0.15 mmol·L^-1 dNTP;1 mmol·L^-1 MgCl₂, 最适退火温度为63℃。该方法能够快速从田间黄瓜发病植株和根围土壤中将黄瓜炭疽病菌、黄瓜菌核病菌和黄瓜细菌性萎蔫病菌检测出来, 灵敏度可以达到10 pg·μL^-1。     

氟环唑在小麦及土壤中的残留及消解动态

为了评价氟环唑在小麦生产上使用的残留安全性,建立了气相色谱-电子捕获检测器检测氟环唑在小麦植株、小麦籽粒及土壤中残留的分析方法,并对氟环唑在小麦植株、小麦籽粒和土壤中的最终残留量及小麦植株和土壤中的消解动态进行了研究。结果表明:在添加水平为0.01、0.1和2 mg/kg（小麦籽粒和土壤）和0.01、0.1和10 mg/kg（小麦植株）下,氟环唑的回收率为82%~93%,相对标准偏差为3.0%~9.7%。氟环唑在小麦植株、小麦籽粒和土壤中的定量限均为0.01 mg/kg。氟环唑在小麦植株和土壤中的消解半衰期分别为3.5~8.4和10~30 d。当以有效成分112.5 g/hm2的剂量施药2次、采收间隔期为21 d时,小麦籽粒中氟环唑的残留量为<0.05 mg/kg,低于中国制定的小麦中氟环唑的最大残留限量值（0.05 mg/kg）。建议氟环唑在小麦上使用时最大剂量为有效成分112.5 g/hm2,施药2次,安全间隔期为21 d。     

土壤中南方根结线虫的实时荧光PCR检测和定量

为了准确测定土壤中南方根结线虫Meloidogyne incognita的群体密度,根据序列特异性扩增区标记设计了南方根结线虫特异性引物和TaqMan探针,分别建立了卵和2龄幼虫的实时荧光PCR定量检测体系,并将该检测体系与显微镜计数法进行了比较.结果表明,引物Mi-F/R及探针Mi-probe对南方根结线虫具有高度特异性,建立的标准曲线循环阈值与卵和2龄幼虫数量的对数值之间具有良好的线性关系,相关系数分别为0.9771和0.9853,扩增效率均为90％,检测灵敏度为10-1个卵及10-3条2龄幼虫;对10个田间土壤样本的检测显示,实时荧光PCR定量检测与显微镜计数法测定的南方根结线虫卵和2龄幼虫数量呈显著正相关,且两种方法对2龄幼虫的测定结果无显著差异.     

气相色谱-串联质谱法快速检测当归中102种农药残留

建立了当归中102种农药残留的快速检测方法。样品采用优化的QuEChERS前处理方法,利用气相色谱-串联质谱 (GC-MS/MS) 检测,动态多反应监测 (dMRM) 模式,基质匹配外标法定量。结果表明:在样品前处理过程中,经对提取溶剂、提取体系、净化体系的组成和用量进行筛选优化后,样品采用乙腈、1.0 g氯化钠、4.0 g无水硫酸镁、1.0 g柠檬酸钠和0.5 g柠檬酸二钠盐提取,无水硫酸镁800 mg、PSA 150 mg、C₁₈ 150 mg净化,通过基质匹配外标法校正,当归中基质效应对目标化合物的定性、定量影响明显减弱。在0.02~0.64 mg/kg范围内,102种农药的质量浓度与对应的峰面积间呈良好的线性关系,R2均大于0.99,检出限为0.002 5~0.025 mg/kg,定量限为0.005~0.05 mg/kg;在0.04、0.08和0.32 mg/kg 3个添加水平下,102种农药的平均回收率为52 %~128%,RSD为1.0%~10 %。该方法快速简便、耗时短,具有良好的灵敏度、正确度和精密度,为提高当归中农药安全水平,降低健康风险提供了一种快速、高效、可靠的分析手段。     

番茄煤污假尾孢叶斑病菌实时荧光定量PCR检测技术的建立及应用

为快速、准确地对番茄煤污假尾孢Pseudocercospora fuligena进行检测与定量分析,基于其Avr4基因设计特异性引物JWB-9F/JWB-7R,建立实时荧光定量PCR检测技术,分析该检测技术的特异性和灵敏度,并利用采集自重庆市、河北省和广西壮族自治区的14份材料对该检测技术的应用效果进行验证。结果表明,引物JWB-9F/JWB-7R仅可从番茄煤污假尾孢基因组DNA中扩增出232 bp的目的片段,特异性良好;实时荧光定量PCR检测技术的灵敏度为67.09 copies/μL,是普通PCR检测技术的1 000倍。且该实时荧光定量PCR检测技术可以实现未显症样本中番茄煤污假尾孢的定量检测,检测限为6.02×10~2copies/μL,实际应用效果较好。表明所建立的实时荧光定量PCR检测技术可用于番茄煤污假尾孢叶斑病的早期诊断和预测预报。