当前位置:科研动态

中国检科院科研人员在茄科作物传带病毒高精准检测技术方面取得重要成果

发布时间:2024-04-25 信息来源:检科院

  中国检验检疫科学研究院有害生物检测与监测技术研究首席专家张永江团队针对番茄褐色皱纹果病毒、辣椒轻斑驳病毒、番茄花叶病毒和番茄斑驳花叶病毒等茄科作物易感的四种重要病毒,通过现场核酸快速抽提、属间比较基因组学分析、简并扩增设计、多组分特异识别集成,成功研发一步法高精准检测技术,解决了CRISPR检测通量低的难题,填补多种病毒同步检测的国际空白,现场检测灵敏度是常规实验室检测方法的100倍,同时也大幅缩短检测时间。可为番茄、辣椒、马铃薯等茄科农产品的田间疫情监测、市场交易监管及口岸植物检疫提供快速、高精准的检测技术支持,对于维护茄科农产品安全、农业生产稳定和环境可持续发展具有重要意义。

中国检科院科研人员在茄科作物传带病毒高精准检测技术方面取得重要成果

  一体化植物病毒RNA检测流程图

  植物病毒病害是制约农作物安全生产的重要因素,由于病毒个体极其微小,肉眼看不见、摸不着,在发生初期很容易被忽视,而一旦发生又没有药剂可以治疗,是农作物上最难防控的一类病害。快速、准确、灵敏、实用的检测技术是防止病毒入侵、生产无毒种子种苗、病害监测预警和绿色防控的前提和关键。

  茄科作物是许多病毒的易感寄主,番茄、烟草、辣椒等茄科作物经济价值极高,其栽培面积、产量占我国蔬菜总量的四分之一左右;马铃薯则已成为世界第四大粮食作物,是众多地区的支柱性产业。番茄褐色皱纹果病毒、辣椒轻斑驳病毒、番茄花叶病毒和番茄斑驳花叶病毒等植物病毒主要侵染茄科作物,会造成植株花序减少,果实病变甚至坏死,减产甚至绝收。这些病毒在进化过程中,变得越来越“狡猾”,初期经常不出现症状,后期发病导致茄科作物产品品质和产量重大损失,隐症产品流通到市场领域也为市场生物安全带来隐患和监管难题。研发相应植物病毒现场检测技术有助于更有效的控制植物病毒病害,对农业产业的发展和安全起着至关重要的作用。

  针对我国急需建立快速实用的茄科作物田间病毒检测技术用于作物病毒病害防控的重大需求,该团队在国家重点研发计划课题(2021YFD1400103)的支持下,研发了一体化反应技术(一体化RT-RAA/CRISPR-Cas12a-LFA)。这种技术将一步逆转录-重组酶辅助扩增(一步RT-RAA)和基于CRISPR-Cas12a的侧流分析在一个混合物中相结合,可快速筛选并准确检测出茄科作物易感的四种病毒。

  该技术攻克了茄科作物易感病毒症状相似、种类多、基因差异小的检测难题,填补了多种病毒现场同步检测的国际空白,田间样品检测灵敏度可达1皮克/微升,比常规实验室检测方法(qPCR)灵敏100倍(常规方法是100皮克/微升),单个样本中四种病毒的检测时间从大约5小时显著缩短至仅需约1小时,检测成本降低了40%。研究成果以“One-Step Reverse-Transcription Recombinase-Aided Amplification CRISPR/Cas12a-Based Lateral Flow Assay for Fast Field Screening and Accurate Differentiation of Four Major Tobamoviruses Infecting Tomato and Pepper”为题发表在国际学术期刊《农业与食品化学杂志(Journal Of Agricultural And Food Chemistry)》上,论文第一作者为赵振兴博士,通讯作者为张永江研究员。


Baidu
map