番茄斑萎病毒4种检测方法比较_赵巍巍
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Plant Protection
番茄* , 吴青君2*
(1. 湖 南 农 业 大 学 农 药 研 究 所 , 长 沙 410128;2. 中 国 农 业 科 学 院 蔬 菜 花 卉 研 究 所 , 北 京 100081)
摘要 本研究根据番茄斑萎病毒(TSWV)S RNA 上的核衣 壳 蛋 白(N)基 因 保 守 序 列 设 计 特 异 性 引 物 ,比 较 了 4 种 检测方法的灵敏度。结果表明,特异性引物可扩增出397bp的片段,序列和已发 表 的 TSWV 核 苷 酸 序 列 同 源 性 高 达99%,可用于常规 PCR 和荧光定量 RT-PCR(qRT-PCR)检测。qRT-PCR 的灵敏度比快速检测试纸条、双抗体夹 心酶联免疫吸附法(DAS-ELISA)和常 规 PCR 分 别 高 出 15 625 倍、3 125 倍 和 125 倍,且 能 够 准 确 定 量;常 规 PCR 灵敏度较高,但不能准确定量;DAS-ELISA 方法适用于批量定性测定,但检测时间较长;试纸条法检测速度 最 快,但 灵 敏 度 最 低 ,使 用 时 可 根 据 症 状 程 度 和 试 验 条 件 选 择 适 宜 的 检 测 方 法 。 关键词 番茄斑萎病毒; DAS-ELISA; 常规 PCR; 快速检测试纸条; qRT-PCR; 灵敏度 中 图 分 类 号 : S 432.41 文 献 标 识 码 : A DOI: 10.3969/j.issn.0529-1542.2015.02.019
Abstract Specific primers were designed according to the conserved sequence of the nucleocapsid protein (N) gene of Tomato spotted wilt virus (TSWV)S RNA,and the sensitivities of four methods for detecting TSWV were compared.The results showed that a 397 bp fragment was amplified with the specific primers,and the se- quence showed a homology of 99% with the published TSWV nucleotide sequence.The designed primers could be used for conventional PCR and quantitative reverse transcription-PCR (qRT-PCR)methods.The sensitivity of qRT-PCR for detecting TSWV was 15 625 fold,3 125 fold and125 fold higher than that of the rapid detection test strip (RDTT),double sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (DAS-ELISA)and conventional PCR,re- spectively.Moreover,qRT-PCR method can be accurately quantified.Conventional PCR showed a higher sensi- tivity,but it cannot be accurately quantified.DAS-ELISA is suitable for batch qualitative detection but it needs a longer detection time.RDTT is the fastest method,but the sensitivity is the lowest.Suitable detection methods can be selected according to the symptom degree and the experimental conditions. Key words Tomato spotted wilt virus; DAS-ELISA; conventional PCR; rapid detection test strip; qRT- PCR; sensitivity
PCR 4 种 方 法 检 测 番 茄 斑 萎 病 毒 的 灵 敏 度 ,旨 在 为 国 内 TSWV 的检验检疫提供快速、准确和灵敏的检测 技术,同时也为防控 TSWV 提供更好的技术支撑。
1 材 料 与 方 法
1.1 供 试 材 料 1.1.1 病 毒
TSWV(TSWV-YN)病毒 毒 源 由 浙 江 省 农 科 院 植物保护与微 生 物 研 究 所 张 治 军 博 士 提 供,通 过 人 工摩擦的 方 法 接 种 于 曼 陀 罗 (Datura stramonium ) 上 活 体 保 存 [27],然 后 再 转 接 到 试 验 寄 主 植 株 上 。 1.1.2 植 物 材 料
近 年 来,随 着 我 国 进 出 口 贸 易 频 繁,存 在 TSWV 暴发的潜在威胁,常 规 PCR 和 qRT-PCR 在 植物病毒检测 中 具 有 灵 敏 度 高、准 确 快 速 等 优 点 备 受青睐。本 研 究 针 对 TSWV 核 衣 壳 蛋 白 (N)基 因 保守序列 设 计 常 规 PCR 和 qRT-PCR 新 的 特 异 引 物,并建立了适宜的反应体系和扩增程 序,同时比较 了快速 检 测 试 纸 条、DAS-ELISA、常 规 PCR 和 qRT-
番 茄 斑 萎 病 毒 (Tomato spotted wilt virus, TSWV)是布 尼 亚 病 毒 科 (Bunyaviridae),番 茄 斑 萎 病毒属(Tospovirus)代 表 性 成 员[1],病 毒 粒 子 近 似 球形[2],寄 主 植 物 广 泛,主 要 侵 染 番 茄、烟 草、花 生、 辣椒、莴苣、大 豆 等 蔬 菜 作 物 和 数 以 千 计 的 观 赏 植 物 。 [3-5] 目前在世界多个国家 和 地 区 广 泛 分 布,在 夏 威夷,生 菜、番 茄 和 胡 椒 上 由 其 造 成 的 损 失 达 60%
辣 椒 (Capsicum annuum L.)品 种 为 ‘中 椒 6 号’,在 温 室 (27±1)℃、相 对 湿 度 70% ±5%、光 照 周期 L∥D=16h∥8h 条 件 下 培 养 至 2~3 片 真 叶 期 时 用 于 测 试 ,保 持 无 虫 为 害 状 态 。 1.2 材 料 处 理
41 卷 第 2 期
赵 巍 巍 等 :番 茄 斑 萎 病 毒 4 种 检 测 方 法 比 较
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殖的方式传播[9],其 中 西 花 蓟 马 是 其 最 有 效 的 传 播 载体。国外的许多 研 究 表 明,TSWV 总 是 伴 随 西 花 蓟马的暴发而 发 生。 自 2003 年 西 花 蓟 马 在 北 京 首 次发现,目前已 分 布 于 山 东、广 东、云 南、广 西、西 藏 等 地 区 。 [10-12] 我 国 首 次 于 1984 年 在 广 州 发 现 TSWV,并得到 其 分 离 物[13]。2006 年,我 国 首 次 将 TSWV 列为全国农业植物检疫 性 有 害 病 毒[14],2008 年,在云南蝴 蝶 兰 上 检 测 到 TSWV[15],2009—2010 年,董 家 红 等 在 云 南 昆 明 的 多 个 地 区 检 测 到 TSWV[16],2012年广州检验检疫中心 首 次 在 美 国 进 境生菜种子 中 截 获 TSWV[17],李 飞 等 2012 年 在 北 京检测到 TSWV[18]。自1915年首次 在 澳 大 利 亚 发 现 TSWV 到现 在 已 有 近 百 年 的 历 史[19],除 使 用 抗 病毒品种和对 传 播 介 体 进 行 防 治 外,预 防 该 病 毒 病 的发生也很重要。快速、准确地检测 TSWV 是预防 工作的重要前提。
收 稿 日 期 : 2014-07-04 修 订 日 期 : 2014-10-09 基金项目: 国家科技支撑计划(2012BAD19B06);北京市自然科学基金(6122028);现代农业产业技术体系北京 市 叶 类 蔬 菜 创 新 团 队 建 设
专 项 资 金 (blvt-15);北 京 市 科 委 课 题 (Z121100001212006);蔬 菜 有 害 生 物 控 制 与 优 质 栽 培 北 京 市 重 点 实 验 室 * 通信作者 E-mail:zhouxm1972@126.com;wuqingjun@caas.cn
番茄斑萎 病 毒 的 检 测 方 法 主 要 包 括 生 物 学 检 测 、电 子 显 微 镜 检 测 、血 清 学 检 测 以 及 分 子 生 物 学 检 测等技术。生物学检测依靠寄主植物上的典型症状 来 判 断 ,该 方 法 直 观 便 捷 ,但 对 于 其 他 具 有 类 似 症 状 的病毒 较 难 分 辨 。 [20] 电 镜 检 测 可 以 直 接 观 察 病 毒 的形态结构以及病毒侵染寄主植物后所引起的植物 超微 结 构 变 化,是 一 种 最 直 接 的 观 察 工 具[21],但 该 方法对于病毒的分类和归属较难判定。血清学检测 是将免疫 反 应 和 酶 的 高 效 催 化 反 应 有 机 结 合 的 方 法,目前该方法 被 广 泛 用 于 植 物 病 毒 检 测[22]。1977 年,Clark 和 Adams采 用 DAS-ELISA 的 方 法 检 测 出 TSWV,INSV 和 WSMOV[22]。 分 子 生 物 学 检 测 主要 包 括 常 规 PCR、免 疫 捕 捉 RT-PCR 和 qRT- PCR[23]。 分 子 生 物 学 检 测 灵 敏 度 高,Roberts等 应 用 qRT-PCR 技 术 从 植 物 叶 片 总 RNA 中 检 测 到 TSWV,灵敏度可达500fg[24],2002年,Boonham 等 利用 Taq-Man的qRT-PCR 技术成功检测单头西花 蓟马成虫体内的 TSWV 病 毒 。 [25] 不 同 方 法 在 使 用 成本、操作难易和灵敏度方面均存在差异 。 [26]