ELISA及实时荧光PCR检测番茄细菌性溃疡病菌的方法比较

本文以番茄细菌性溃疡病菌(Clavibacter michiganensis subsp.michiganensis)菌悬液和田间采集的病组织为材料,比较ELISA试剂金、常规PCR方法和实时荧光PCR方法检测番茄细菌性溃疡病菌灵敏度和适用性.结果表明,ELISA试剂盒检测灵敏度为105cfu/mL,具有简便、快速、易操作特点,适用于田间病害诊断;常规PCR检测灵敏度为105cfu/mL;TaqMan探针实时荧光PCR检测灵敏度为103～4cfu/mL,比常规PCR和ELISA检测灵敏度提高10～100倍,且不需要琼脂糖凝胶电泳,溴化乙锭染色和Southem杂交,但需要昂贵的仪器和试剂,适用于室内检测及相关研究.     

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。     

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。     

菊欧文氏菌分子检测技术的研究

 蝴蝶兰细菌性软腐病对蝴蝶兰的生长危害严重, Erwinia chrysanthemi(菊欧文氏菌)、Erwinia carotovora subsp. carotovora(胡萝卜软腐欧文氏菌胡萝卜软腐亚种)是引起蝴蝶兰软腐病的主要病原细菌, 其中E.chrysanthemi被列入我国三类检疫性有害生物。本文对菊欧文氏菌分子检测技术进行了研究, 设计出针对该病原细菌的特异性引物, 应用实时荧光PCR方法检测样品中存在的菊欧文氏菌, 检测灵敏度达到10²cfu/mL。     

枯草芽胞杆菌HMB19198在番茄叶片上定殖能力的分子检测

枯草芽胞杆菌HMB19198能有效防治番茄灰霉病,为快速、准确检测HMB19198在叶面的定殖能力,本研究通过对HMB19198全基因组序列比对分析,获得该菌株102 bp功能未知的独有基因序列,设计出针对HMB19198的特异性引物和探针。荧光定量PCR结果表明,该引物和探针对HMB19198具有较高的特异性,在有番茄叶片DNA干扰下,体系检测阈值为10²拷贝/μL。利用荧光定量PCR技术和菌落计数法检测了HMB19198在叶片上定殖动态。叶片喷施1×10⁸ cfu/mL的菌体悬浮液,0 d后菌体数量分别为1.7×10⁸拷贝/g叶片和8.9×10⁷ cfu/g叶片,2、4、6和8 d后菌株HMB19198在叶面的定殖数量逐渐降低,8 d后定殖数量分别为1.0×10⁷拷贝/g叶片和1.2×10⁷cfu/g叶片。防效试验结果表明,喷施菌株HMB19198悬浮液2 d后防效在80%以上,8 d后防效降为37.9%。     

应用微滴数字PCR同时检测瓜类种子携带果斑病菌和角斑病菌

细菌性果斑病和角斑病是葫芦科作物两大重要细菌病害,病原菌分别为西瓜嗜酸菌Acidovorax citrulli和丁香假单胞菌黄瓜致病变种Pseudomonas syringae pv.lachrymans。两种菌均可通过种子、种苗带菌进行远距离传播。种子检测是预防和控制这两种病害发生的首要环节。本研究应用微滴数字PCR技术(droplet digital PCR,ddPCR)建立了同时检测种子携带西瓜嗜酸菌和丁香假单胞菌的方法。结果显示:两种细菌菌悬液和DNA样品等浓度混合时,ddPCR能同时检测到两种靶标菌的最低混合菌悬液浓度和最低DNA浓度分别为10³ cfu/mL和10^-3 ng/μL,其检测灵敏度是平行测试的real-time PCR方法的10倍;对于非等浓度混合的菌悬液和DNA样品,两种靶标菌菌悬液按浓度比1∶1000(10³∶10⁶ cfu/mL)混合或其DNA浓度比为1∶10000(2.28×10^-3 ng/μL∶22.8 ng/μL)条件下,ddPCR可检测到低浓度的靶标菌,检测灵敏度同样是real-time PCR的10倍。此外,在人工接菌种子测试中,西瓜、甜瓜单粒种子平均带菌量10⁵~10⁶ cfu/粒时,ddPCR方法可检测到带菌率0.2%(n=500)的西瓜、甜瓜种子样品。将分别携带两种菌的种子按比例1∶10混合时ddPCR方法可以准确检出浓度相对低的靶标菌;而使用相同检测引物的real-time PCR检测方法则只能检出西瓜嗜酸菌和丁香假单胞菌带菌率分别为0.2%和2%(n=500)的甜瓜种子混合样品中的西瓜嗜酸菌,未能稳定检出丁香假单胞菌。综上所述,本研究基于ddPCR技术建立了可同时检测两种重要葫芦科种传细菌的方法,检测结果稳定可靠,丰富了当前种传病原细菌的检测技术体系。     

黄瓜细菌性角斑病免疫胶体金检测试纸条的研制

 应用免疫胶体金技术进行黄瓜细菌性角斑病(Pseudomonas syringae pv.lachrymans)的快速检测研究。为了研制黄瓜细菌性角斑病的免疫胶体金检测试纸条,通过柠檬酸三钠还原法制备胶体金,选择25 nm胶体金标记黄瓜细菌性角斑病菌多克隆抗体(CMb)。采用双抗夹心法,将CMb-胶体金复合物包被在胶体金结合垫上,将羊抗兔二抗和CMb包被在硝酸纤维素膜上,分别作为质控线(C)和检测线(T),组装成试纸条。该试纸条检测灵敏度为106 cfu/mL,与唐菖蒲疮痂病菌(Pseudomonas fluorescens biovarⅡ)等26个菌株无交叉反应,特异性强,检测时间为15 min。稳定性试验表明试纸条在37℃条件下放置15 d可保持检测结果的可靠性。用试纸条对田间采集的病叶进行检测,C线和T线清晰可见,缓冲液对照呈阴性反应。本试纸条可应用于生产上黄瓜细菌性角斑病早期快速检测,进而指导病害防治。     

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。     

向日葵黑茎病菌RPA/CRISPR-Cas12a快速检测方法的建立

向日葵黑茎病菌是向日葵上的一种毁灭性真菌,是我国的植物检疫性有害生物。为了准确快速检测向日葵黑茎病菌,本研究根据向日葵黑茎病菌及其近似种的ITS序列差异,设计特异性RPA引物和CRISPR-Cas12a crRNA,建立了RPA等温扩增技术结合CRISPR-Cas12a检测的快速检测方法。通过条件优化,RPA/CRISPR-Cas12a检测体系在37℃恒温条件下,RPA反应30 min,CRISPR/Cas12a反应20 min,即可特异性检测向日葵黑茎病菌。荧光法检测灵敏度与实时荧光PCR的灵敏度相当,最低检测量为0.1 pg,试纸条法检测最低检测量为1 pg。由于试纸条检测结果可用肉眼观察,快速便携,操作简单,更适合用于田间和口岸的向日葵黑茎病菌快速早期检测;而荧光检测灵敏度高,对环境要求高,更适合用于实验室检测。     

黄瓜绿斑驳花叶病毒磁免疫层析试纸条的研制

用磁性纳米颗粒标记黄瓜绿斑驳花叶病毒的兔多克隆抗体建立了简便快速的磁免疫层析试纸条检测方法。该方法检测提纯病毒的灵敏度为0.1 μg/mL,检测葫芦病汁液可稀释10 000倍(重量／体积)。试纸条和黄瓜绿斑驳花叶病毒具有特异性反应,和同属的烟草花叶病毒、番茄花叶病毒、辣椒轻斑驳病毒和齿兰环斑病毒,未出现交叉反应。该试纸条可用于田间病害检测和诊断。     

Quantification of viable cells of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis using a DNA binding dye and a real-time PCR assay

Viable cells of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (CMM), the causal agent of bacterial canker of tomato, were discriminated from the dead cells by quantitative real-time polymerase chain reaction (PCR), after the bacterial solution was treated with the DNA binding dye ethidium monoazide (EMA). The primers and TaqMan probe, based on the 16S-23S rDNA spacer sequences, were highly specific for CMM at the subspecies level. The detection limit of the direct real-time PCR was 10³ colony forming units per mL (cfu mL⁻¹) in samples and with an apparent sensitivity of 2 cfu of target cells in PCR reaction solution. Application of this method allows for selective quantification of viable cells of CMM and facilitates monitoring the pathogen in tomato seeds.     

Identification and sensitive endophytic detection of the fire blight pathogen Erwinia amylovora with 23S ribosomal DNA sequences and the polymerase chain reaction

Two short sequences, situated in the bacterial 23S rDNA gene, were used as primers for the PCR detection of Erwinia amylovora bacteria. All 34 E. amylovora strains tested, coming from different geographical and host plant origins and of different virulence, produced a 565-bp PCR fragment. The E. amylovora bacteria could be discriminated from all other phytobacteria with which no PCR product was observed. Only Escherichia coli bacteria were cross-recognized by the production of a weaker PCR band of similar size to E. amylovora . In a fast PCR protocol, where two temperatures were cycled, E. amylovora in pure culture could be detected on gel at concentrations as low as 3 × 10² cfu mL^–1. This corresponds to a detection limit of 1.5 bacteria per PCR. However, reliable PCR detection in woody host plant tissue was only obtained with PVP/PVPP-treated sample extracts. Using E. amylovora -spiked plant extracts and extracts of fruit tree shoots artificially infected with E. amylovora , the PCR detection sensitivity was determined to be 6.6 × 10² cfu mL^–1 of extract. Starting from the plant samples, the PCR detection results were visualized on gels within 5 h.     

利用EMAqPCR建立快速检测猕猴桃溃疡病菌活菌的方法

利用叠氮溴乙锭(ethidium monoazide bromide,EMA)与实时荧光定量PCR技术相结合(EMA-qPCR),建立了一种有效快速检测猕猴桃溃疡病菌活菌的方法。以猕猴桃溃疡病菌ITS序列为检测靶标,菌体经EMA渗透处理,再进行qPCR特异性扩增。结果显示,qPCR检测灵敏度为2cfu;当EMA的浓度为2.0μg/mL时,能有效抑制1.0×10~7 cfu/mL经高温灭活的死菌的扩增,对活菌的扩增没有影响。当活菌数在1.0×10~1~1.0×10~5 cfu范围内,每个qPCR反应体系中活菌数与Ct值呈线性相关(R~2=0.988)。不同温度处理活菌菌悬液后用EMA-qPCR检测猕猴桃溃疡病菌的存活情况并与平板计数法进行比较,结果表明待检样品可在4℃和20℃短期保存。对疑似带病猕猴桃材料进行EMA-qPCR检测,结果表明能减少猕猴桃溃疡病菌PCR的假阳性结果。本研究建立的EMAqPCR方法是一种有效检测猕猴桃溃疡病菌活菌的方法,能有效避免PCR检测实际样品可能造成的假阳性结果。     

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。     

16S nested-PCR技术检测玉米细菌性枯萎病菌

 玉米细菌性枯萎病是玉米上的重要种传病害,病原菌为Pantoea stewartii subsp.stewartii。本研究设计了16S通用引物,扩增该病菌及其近似种的16S rDNA,通过序列测定和分析,针对该病菌设计了特异性引物,采用nested-PCR技术,能够准确地区别该病菌及其近似种,检测的灵敏度在DNA水平上达到10^-3 pg级,检测活菌则达到2 cfu。检测人工污染的玉米种子时,不受种子提取液中其它物质的干扰,灵敏度依然达到2 cfu。     

Development of a real-time PCR-based method for detection of Xylophilus ampelinus

A real-time PCR MGB-probe-based detection method specific to Xylophilus ampelinus , the cause of grapevine bacterial blight, was developed. Used in combination with the DNeasy plant mini kit, the sensitivity of X. ampelinus detection was approximately 100 cells from tissue extracts, surpassing the sensitivity of an existing nested PCR method at least tenfold. In field samples a high correlation was observed between real-time PCR cycle threshold (Ct) values obtained and X. ampelinus isolation on artificial media. Isolation was successful from samples with Ct values below 25. Lower concentrations of X. ampelinus , with Ct values up to 36, could also be reliably detected in real-time PCR. The newly developed method offers a reliable and sensitive test for X. ampelinus, suitable as a screening test, complementary to isolation on media or other methods, and could also be used for fast and specific identification of isolated colonies and for relative quantification of X. ampelinus bacteria.     

利用常规PCR和实时荧光定量PCR检测杨梅凋萎病菌

凋萎病是近年来危害杨梅的主要病害。为了快速灵敏的检测杨梅凋萎病菌(Pestalotiopsis versicolor和P.microspora),本研究开发了常规PCR和SYBR Green实时荧光定量PCR技术各一套。利用P.versicolor(JN861773)和P.microspora(JN861776)的ITS1-5.8S rDNA-ITS2序列的相同部分设计引物对(Pvm1L/Pvm1R)。该引物对利用常规PCR技术能特异性扩增出杨梅凋萎病菌188 bp的目标产物而对照菌株则呈阴性。该常规PCR体系能够检测人工接种后21 d和田间自然发病的有病症杨梅组织中的凋萎病菌,检测下限是0.6×10~5拷贝数。利用Pvm1L/Pvm1R进行SYBR Green实时荧光定量PCR,检测灵敏度是常规PCR的100倍,检测下限是0.6×10~3拷贝数,能够检测出人工接种及田间已经感染但尚未表现症状的杨梅组织中的凋萎病菌。这两项技术简单、快速、灵敏特异性强,可以应用于杨梅凋萎病的诊断和苗木检疫。     

利用多重PCR技术快速检测4种水稻病原细菌

对水稻中多种病原细菌的检测,使用常规方法往往耗时耗力,而多重PCR可以更加高效地进行多种细菌的检测。根据水稻细菌性谷枯病菌gyrB基因,水稻细菌性叶鞘褐腐病菌PfsI/R quorum sensing 位点以及水稻细菌性条斑病菌和水稻白叶枯病菌含铁细胞接受因子基因设计引物,建立4种水稻病菌的多重PCR检测方法,对方法进行特异性和灵敏度测试,并对采自不同地区的水稻样本进行检测。结果显示,多重PCR方法能同步地快速检测出水稻细菌性谷枯病菌、水稻细菌性叶鞘褐腐病菌、水稻细菌性条斑病菌或水稻白叶枯病菌,检测灵敏度达到103 cfu/mL的菌液浓度,利用该方法对我国不同地区的58份水稻种子进行检测,其中17个样本检测出水稻细菌性条斑病菌或水稻白叶枯病菌,未检测到水稻细菌性谷枯病菌和水稻细菌性叶鞘褐腐病菌。     

葡萄根瘤蚜TaqMan-MGB实时荧光定量检测方法的研究

为建立葡萄根瘤蚜实时荧光定量PCR的检测方法,参考Karen Herbert等设计的特异性引物与TaqMan-MGB荧光探针,构建以标准阳性质粒作为标准品制作标准曲线,并经优化反应条件,建立葡萄根瘤蚜的实时荧光PCR绝对定量检测方法,进行敏感性和重复性试验,并对受葡萄根瘤蚜为害的葡萄根际土壤进行初步定性检测.结果表明:该方法的灵敏度可达1.625拷贝/μL,3次重复检测的变异系数均小于5％.提取0.25g含有10头葡萄根瘤蚜若虫土壤的DNA,并将其梯度稀释,用建立的荧光定量PCR进行检测,将DNA稀释103倍后,仍能检测出阳性结果.对受害葡萄根际土壤检测结果为阳性.葡萄根瘤蚜TaqMan-MGB探针实时荧光PCR检测技术具有特异性强,敏感性高,易操作等优点,有很好的应用前景和研究价值.