科学家实现高效植物病原菌定量检测

  快速准确的病原菌检测方法是病害监测、防治,抗病资源筛选与品种鉴定,抗病基因定位以抗病机理解析的先决条件。因此,急需开发一种高灵敏度、高准确性且能够快速实时检测病原菌的技术。

  近日,北京市农林科学院蔬菜中心副研究员张春秋与美国密歇根州立大学教授Rebecca Grumet联合在《植物科学前沿》在线发表研究论文。研究建立了高通量的实时定量检测病原菌的方法,该方法具有快速、准确、灵敏度高等优点,在病原菌侵染后可以迅速检测到病原菌,并且实时定量监测植物活体组织上病原菌的生长变化。

  项目团队以寄主范围广、危害严重的疫霉病病原菌为研究对象,利用带有表达红色荧光蛋白(RFP)的分离株,通过对样品前处理方法、病原菌接种的浓度和检测条件的优化,建立了Spark plate reader结合微量滴定板实时定量检测活组织中病原体生长的方法。

  研究发现,该方法能高效应用于黄瓜果实和辣椒叶片中疫病病原菌的实时定量检测,具有重复性和灵敏度高的优点,可以同时实现多个样品的高通量检测,并且可以在病原菌侵染初期(症状出现之前)进行监测,显著优于传统的表型鉴定法、酶联免疫吸附(ELISA)和聚合酶链式反应(PCR)等方法,对于植物病害防控与抗病育种具有重要意义。

  该方法目前已被多个实验室采纳,证实可以成功应用于瓜类作物黄瓜、甜瓜、西葫芦和茄果类蔬菜作物番茄、马铃薯等疫病病原菌侵染过程的实时定量检测。应用该方法监测黄瓜在疫病菌侵染过程中的病原菌生长量,结合在病原菌侵染关键时间点的转录组数据分析,成功找到了参与黄瓜与疫病病原菌互作过程中关键的基因及调节因子。

  论文建立的方法不仅为疫病抗病基因定位和抗病机理研究提供了很好的技术平台,同时也为其他病害的实时定量检测提供了新的思路和策略。

  相关论文信息:https://doi.org/10.3389/fpls.2021.637190

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