樱桃灰霉病菌LFD-RPA快速检测方法的建立

 灰霉病是樱桃的主要病害,由灰葡萄孢(Botrytis cinerea)侵染所致。该病菌可为害樱桃的花、叶、果实等多个部位,尤其在樱桃生长中后期及贮藏期发病率极高,危害严重。依据樱桃灰霉病菌内转录间隔区(ITS)序列设计引物,建立了樱桃灰霉病菌的重组酶聚合酶扩增结合侧流层析试纸条(LFD-RPA)检测方法。结果表明,该方法检测条件为37℃扩增30 min,能特异性地检测灰葡萄孢,灵敏度为100 fg·μL^-1,略低于常规PCR(10 fg·μL^-1)和荧光定量PCR(7.43 fg·μL^-1);检测方法用时短,PRA扩增仅需30 min,LFD检测仅需10 min。本研究建立的快速检测方法可用于樱桃灰霉病菌的实时监测及病害的田间快速诊断。     

马铃薯腐烂茎线虫RPA-LFD可视化快速检测方法的建立

 马铃薯腐烂茎线虫是为害我国甘薯和马铃薯的一种重要植物病原线虫,也是我国重要的检疫性有害生物。为实现对该线虫的准确、快速且可视化的检测,本研究以马铃薯腐烂茎线虫rDNA-ITS序列为靶标构建了重组酶聚合酶结合侧流层析试纸条(RPA-LFD)的可视化快速检测体系。该体系可在39 ℃条件下15 min内特异性地完成对马铃薯腐烂茎线虫的检测,对A型(甘薯种群)和B型(马铃薯种群)单头线虫(J4)的检出底限均为3 125^-1头线虫,可以直接对土壤和甘薯茎中的马铃薯腐烂茎线虫进行检测,灵敏度可达1头(J4)/10 g土壤和1头(J4)/2 g甘薯茎组织。该体系操作简便、成本低廉、结果可视,可为马铃薯腐烂茎线虫的早期预警和口岸检疫提供技术支撑。     

丁香疫霉菌RPA/CRISPR-Cas12a快速检测方法的建立

丁香疫霉病菌（Phytophthora syringae,PS）造成数十种蔷薇科植物严重病害,是我国的植物检疫性有害生物。本研究根据GenBank中PS的Ras-like protein (Ypt1)基因,建立重组酶聚合酶等温扩增结合CRISPR-Cas12a系统的荧光法和侧向流层析试纸条快速检测方法,以实现在田间或口岸快速、准确、灵敏检测丁香疫霉病菌的目的。本研究优化了RPA/CRISPR-Cas12a的反应条件,考察了特异性、灵敏度以及实际样品检测能力。结果表明,该方法 37℃扩增40 min,能特异性地检测丁香疫霉菌,灵敏度为133 fg,与荧光定量PCR相当。本研究建立的快速检测方法可用于丁香疫霉菌的快速诊断。     

基于重组酶聚合酶扩增技术的玉米矮花叶病毒快速检测方法的建立

玉米Zea mays L.是重要的粮饲兼用作物。重要检疫性病毒玉米矮花叶病毒maize dwarf mosaic virus(MDMV)一直威胁玉米生产,为预防外来有害生物入侵,本研究以玉米可能携带的MDMV为目标,根据MDMV外壳蛋白(coat protein,CP)保守基因序列,基于重组酶聚合酶扩增技术(recombinase polymerase amplification,RPA),设计了3对RPA引物,筛选并优化了反应体系,建立了MDMV的快速检测方法,最终的RPA反应体系中引物终浓度为0.4 μmol/L,反应温度为42℃,反应时间为20 min。该方法可特异性检测MDMV,对MDMV CP阳性质粒样品的检测灵敏度可以达到105拷贝/μL(≈369 fg/μL),高于RT-PCR的检测灵敏度。该方法具有快速准确等优点,可用于玉米种子或植株中携带MDMV的检测。     

梨火疫病菌的RPA快速检测技术的研发

梨火疫病菌Erwinia amylovora是我国进境植物检疫性有害生物, 主要侵染梨、苹果、山楂、海棠等多种蔷薇科植物引起梨火疫病。该病自1780年在美国被发现以来, 已经传播到世界多个国家, 对我国的果树生产也构成一定的威胁。严格植物检疫是全球防控梨火疫病菌扩散危害的重要方法之一, 目前我国植物检疫部门主要从实验室分离鉴定、分子检测和田间症状识别及快速检测方面开展工作。本研究基于重组酶聚合酶扩增(RPA)技术和E.amylovora 16S-23S ITS区间的保守序列设计的引物和探针, 建立了实时荧光RPA和侧流层析试纸条RPA两种检测方法。经测试, 在39℃条件下, 这两种检测方法都具有良好的特异性, 分别能在20 min和10 min内完成扩增。实时荧光RPA对E. amylovora菌株DNA的检测阈值为1.38×10-2 ng/μL;侧流层析试纸条RPA对E. amylovora菌悬液和DNA的检测阈值分别为104 cfu/mL和1.38×10-3 ng/μL。侧流层析试纸条RPA体系因反应快速、读取结果方便、不需要复杂仪器操作可以满足现场快速检测的需求。     

大豆疫霉卵孢子微量、快速检测方法的建立

采用套筛富集人工接种于土壤中的大豆疫霉卵孢子。结果表明,当接种量为104、103、102、101、100时,富集百分率分别为45.9%、39.6%、11.8%、1.7%、5.6%。采用玻片压碎法提取微量卵孢子中DNA后,采用PCR技术快速进行检测的结果表明,提取10,5,1个卵孢子中DNA进行PCR扩增成功率分别为83.3%、33.3%、0。提取10个卵孢子中DNA进行PCR扩增时,2个处理出现非特异性PCR产物。内切酶MspI能将特异性PCR产物消化为204bp和124bp两个片段;内切酶RsaI能将特异性PCR产物消化为242bp和86bp两个片段。     

马铃薯晚疫病菌对甲霜灵抗性的快速检测方法

为快速检测马铃薯晚疫病菌——致病疫霉Phytophthora infestans对甲霜灵的抗性,基于已知致病疫霉RPA190基因的T1145A变异引起的F382Y氨基酸点突变与甲霜灵抗性有关,通过设计4对特异性引物F382Y-F1/F382Y-R、F382Y-F2/F382Y-R、F382Y-F3/F382Y-R和F382Y-F4/F382Y-R建立等位基因特异性PCR(allele specific-polymerase chain reaction,AS-PCR)快速分子检测法,其中F382Y-R引物在4对引物里保持不变,并分析所建分子检测法的特异性和灵敏度。结果表明,正向特异性引物F382Y-F2、F382Y-F3和F382Y-F4的3''末端在致病疫霉抗甲霜灵菌株原有核苷酸突变位点1145A(对应引物为F382Y-F1)的基础上,再人工引入第1144位的核苷酸突变,将1144T分别突变成1144G、1144C和1144A,并优化退火温度和特异性引物与内参引物ITS1/ITS4比例,最终确定最适退火温度分别为54、60和58℃,特异性引物与内参引物最适浓度比例均为5∶1。以该3条引物对应的3对特异性引物和内参引物ITS1/ITS4组成的3组多重AS-PCR引物对甲霜灵敏感和抗性菌株具有良好的特异性,敏感菌株的扩增产物含1条879bp的内参片段,抗性菌株的扩增产物为1条879bp的内参片段和1条461bp的目的片段。3组AS-PCR检测体系均具有较高的灵敏度,其中引物F382Y-F4/F382Y-R对致病疫霉DNA的检测灵敏度达0.4pg/μL,引物F382Y-F2/F382Y-R和F382YF3/F382Y-R的检测灵敏度达4pg/μL。     

基于Ypt1靶标的大豆疫霉环介导等温扩增技术的研究

大豆疫霉侵染大豆引起的根腐病是大豆生产上的毁灭性病害之一。本研究以Ypt1基因作为靶标,利用环介导等温扩增(LAMP)技术,设计了特异性检测体系,整个过程仅需60 min,即可通过肉眼直接目测检测结果。反应后经浊度仪验证浊度变化、琼脂糖凝胶进行电泳验证和在扩增前加入染料HNB(羟基蔡酚蓝)作为反应指示剂验证扩增结果。特异性检测中,111个大豆疫霉菌株均能产生浊度曲线和扩增到梯形状的条带,同时HNB显色观察到天蓝色的阳性反应,而其它疫霉、腐霉和真菌供试菌株中均没有观察到这些现象;在灵敏度检测中,PsYpt1-LAMP技术最低检测限达到100 pg·μL~(-1),比普通PCR技术的最低检测限高出10倍;在田间应用方面,PsYpt1-LAMP检测技术明显提高了检测效率。本研究建立的LAMP检测体系可用于口岸和田间对大豆疫霉的快速检测。     

苹果轮纹病菌LAMP快速检测方法的建立

为建立快捷、灵敏检测苹果轮纹病菌Botryosphaeria dothidea的环介导等温扩增(loop-medi‐ated isothermal amplification,LAMP)检测方法,以其内转录间隔区ITS序列为靶标,设计6条LAMP引物,对其特异性进行检测,优化反应条件并建立苹果轮纹病菌的LAMP检测方法。引物特异性检测结果表明,2株苹果轮纹病菌反应结果呈绿色为阳性,而其它3株对照菌株反应结果呈橙色为阴性,表明了LAMP检测引物的高特异性。优化后的LAMP最佳反应条件:温度65℃、扩增时间60 min、FIP/BIP、F3/B3、LF/LB引物终浓度分别为1.0、0.25、0.5μmol/L。LAMP检测方法对苹果轮纹病菌DNA的检测灵敏度达到了100 ag/μL,是常规PCR检测灵敏度的100倍。田间疑似轮纹病组织检测结果发现LAMP方法对苹果轮纹病菌的检出率高达68%,而传统分离鉴定方法的检出率仅为24%。表明所建立的苹果轮纹病菌LAMP快速检测方法简便快捷、特异性好、灵敏度高,尤其适用于基层植保机构对于苹果轮纹病菌的田间快速检测。     

山苍子精油对辣椒疫霉生长发育的影响及对辣椒疫病的防效

为明确山苍子精油防治植物疫病的应用前景,在室内离体条件下测定其对辣椒疫霉Phytophthora capsici菌丝生长、孢子囊形成与萌发、游动孢子萌发的毒力,观测经山苍子精油处理后菌丝生长量及形态结构、细胞膜通透性和可溶性蛋白含量的变化;采用离体叶片法和灌根法分别测定山苍子精油对辣椒疫病的预防效果和治疗效果。结果表明,山苍子精油对辣椒疫霉的菌丝生长、孢子囊形成与萌发以及游动孢子萌发的有效中浓度EC_(50)分别为161.49、29.68、231.80、90.68 mg/L;EC_(50)和EC_(75)的山苍子精油处理显著降低了辣椒疫霉菌丝的鲜重和干重,抑制率均在49.71%以上,亦可显著降低菌丝中可溶性蛋白含量,抑制率分别为10.77%和18.47%;用山苍子精油处理菌丝后,其顶端生长受到抑制,分枝明显增多、间距缩短;细胞膜通透性增大。1 000 mg/L山苍子精油对辣椒疫病的预防效果达63.33%(离体叶片法),2 000 mg/L精油对辣椒疫病的预防效果和治疗效果分别达80.00%和68.00%(灌根法,7 d),均显著高于对照药剂嘧菌酯。表明山苍子精油是辣椒疫霉的有效抑制剂,在辣椒疫病综合治理中具有较大的应用潜力。     

大豆疫霉细胞凋亡相关基因的鉴定与表达分析

为探讨大豆疫霉Phytophthora sojae细胞凋亡潜在的调控机制,根据已知的细胞凋亡蛋白,利用在线工具BLASTP、pFAM和SMART在大豆疫霉蛋白组数据库中鉴定细胞凋亡同源蛋白并构建其进化树,通过转录组数据和实时荧光定量PCR技术分析细胞凋亡相关基因在大豆疫霉生长、发育及侵染不同时期的表达情况。结果显示:在大豆疫霉中共鉴定到13个细胞凋亡同源蛋白,包括核酸内切酶G(PsNUC1)、细胞色素c(PsCYCS)、凋亡诱导因子(PsAIF)、丝氨酸蛋白酶(PsHtrA-1、PsHtrA-2和PsHtrA-3)、多聚ADP核糖聚合酶(PsPARP-1、PsPARP-2和PsPARP-3)和TatD核酸酶(PsTatD1、PsTatD2、PsTatD3和PsTatD4)。在进化上,PsNUC1、PsCYCS、PsAIF、PsHtrA-1、PsPARP-1、PsPARP-2、PsPARP-3、PsTatD1和PsTatD2与人及秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans的同源蛋白亲缘关系较近,而与真菌相关蛋白亲缘关系较远,PsHtrA-2、PsHtrA-3、PsTatD3和PsTatD4与酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae相关蛋白相似度更高,说明大豆疫霉细胞凋亡蛋白在进化中发生了较大变异。大豆疫霉细胞凋亡相关基因PsHtrA-1和PsRARP-1在孢子囊阶段诱导表达,PsHtrA-2和PsRARP-2在游动孢子阶段上调表达,PsAIF、PsHtrA-3、PsRARP-1和PsRARP-2在侵染阶段明显诱导表达,PsCYCS在侵染阶段下调表达。细胞凋亡相关基因在大豆疫霉不同阶段的表达模式有较大差异,说明细胞凋亡在大豆疫霉生长、发育及致病过程中具有重要作用。     

辽宁省辣椒疫霉菌生理小种的生物学特性及生物制剂对辣椒疫病的防效

为了明确辽宁省辣椒疫霉菌Phytophthora capsici优势小种的生物学特性及生物制剂对辣椒疫病的影响,于2013—2014年在辽宁省辣椒种植区采集样品,采用组织分离法获得33个分离物,对分离物进行单孢子囊纯化鉴定,采用单基因鉴别寄主技术鉴定生理小种,研究了不同培养条件对优势小种生长发育的影响,并测定了生物制剂对辣椒疫病的防效。结果表明,菌株Pc-2、Pc-5和Pc-6等23株菌株为3号生理小种,占分离物总数的69.7%;菌株Pc-2在9种供试培养基上均可生长,菌丝生长最适培养基为燕麦片培养基,最适pH为9,温度为28℃;番茄培养基、pH为10和光暗交替有利于其形成孢子囊;pH为7、温度为5℃以及全光照处理是游动孢子释放的最佳条件;游动孢子萌发受酸碱度和光照的影响均不明显,28℃是其萌发的最适温度;在先灌药后接种处理中肃克对辽椒12号疫病的防效为78.2%。研究表明,3号生理小种为辽宁省辣椒疫霉菌的优势小种,低温促进游动孢子的释放,肃克防效优于其它生物制剂。