植物病毒檢測(cè)中分子生物學(xué)技術(shù)研究進(jìn)展
瀏覽次數(shù):147 發(fā)布日期:2025-4-15
來(lái)源:威尼德生物科技
摘要
近年來(lái),分子生物學(xué)技術(shù)在植物病毒檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)展迅速。本文基于核酸擴(kuò)增、雜交及測(cè)序技術(shù),系統(tǒng)評(píng)估了檢測(cè)靈敏度、特異性及適用場(chǎng)景,并優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)流程。通過(guò)威尼德電穿孔儀、紫外交聯(lián)儀等設(shè)備,結(jié)合某試劑體系,顯著提升了病毒RNA/DNA的提取效率與檢測(cè)準(zhǔn)確性,為植物病害防控提供了可靠的技術(shù)支持。
引言
植物病毒病害是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素之一,其檢測(cè)技術(shù)直接影響病害防控效率。傳統(tǒng)血清學(xué)方法依賴抗體特異性,但存在靈敏度低、交叉反應(yīng)等問(wèn)題。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的突破,基于核酸的檢測(cè)方法(如PCR、分子雜交、高通量測(cè)序)逐漸成為主流。然而,現(xiàn)有技術(shù)仍面臨復(fù)雜樣本中低濃度病毒核酸提取困難、多重病毒同步檢測(cè)效率不足等挑戰(zhàn)。
聚焦分子生物學(xué)技術(shù)的優(yōu)化與整合,通過(guò)改進(jìn)核酸提取流程、優(yōu)化擴(kuò)增體系,并結(jié)合威尼德系列儀器的高效處理能力,構(gòu)建了一套高靈敏度、高穩(wěn)定性的植物病毒檢測(cè)方案。實(shí)驗(yàn)部分詳細(xì)闡述了技術(shù)路線與關(guān)鍵參數(shù),為實(shí)際應(yīng)用提供參考。
實(shí)驗(yàn)部分
1. 材料與方法
1.1 樣本制備
選取感染煙草花葉病毒(TMV)、黃瓜花葉病毒(CMV)的番茄葉片樣本,以及健康植株作為對(duì)照。樣本經(jīng)液氮速凍后研磨成粉末,采用某試劑(某品牌)進(jìn)行總RNA/DNA提取,純度(A260/A280)均達(dá)1.8-2.0。
1.2 核酸擴(kuò)增技術(shù)優(yōu)化
RT-qPCR檢測(cè)體系
針對(duì)TMV外殼蛋白基因設(shè)計(jì)特異性引物(正向:5'-ATGGCGATCAAGTTGAAC-3';反向:5'-TCATCCGCTTGTTGATG-3')。反應(yīng)體系含某試劑(某品牌)預(yù)混液10 μL,模板RNA 2 μL,引物各0.5 μM。采用威尼德分子雜交儀進(jìn)行擴(kuò)增,程序:50℃反轉(zhuǎn)錄15 min;95℃預(yù)變性5 min;95℃ 10 s、60℃ 30 s,共40循環(huán)。
多重PCR檢測(cè)
針對(duì)CMV的2b基因與TMV復(fù)制酶基因設(shè)計(jì)雙重引物,優(yōu)化退火溫度(55-62℃梯度實(shí)驗(yàn))與引物濃度(0.2-0.8 μM),以某試劑(某品牌)高保真酶進(jìn)行擴(kuò)增。
1.3 核酸雜交技術(shù)應(yīng)用
原位雜交
樣本切片經(jīng)蛋白酶K消化后,用地高辛標(biāo)記的TMV探針(某試劑)進(jìn)行雜交,威尼德原位雜交儀控制條件:42℃ 16 h。洗脫后通過(guò)堿性磷酸酶顯色系統(tǒng)檢測(cè)信號(hào)。
Southern Blot驗(yàn)證
擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳分離后,轉(zhuǎn)膜至尼龍膜,威尼德紫外交聯(lián)儀固定(120 mJ/cm²,30 s)。預(yù)雜交液(某試劑)封閉1 h后,加入地高辛標(biāo)記探針,65℃雜交過(guò)夜。
1.4 電穿孔轉(zhuǎn)化效率測(cè)試
采用威尼德電穿孔儀將TMV RNA導(dǎo)入煙草原生質(zhì)體,參數(shù)設(shè)置為:電壓300 V,電容25 μF,脈沖時(shí)間10 ms。轉(zhuǎn)染后24 h提取總RNA,通過(guò)qPCR定量病毒拷貝數(shù)。
2. 結(jié)果與分析
2.1 RT-qPCR靈敏度與特異性
優(yōu)化后的RT-qPCR對(duì)TMV檢測(cè)限達(dá)10拷貝/μL,標(biāo)準(zhǔn)曲線R²=0.998。健康樣本無(wú)交叉反應(yīng),Ct值>38。威尼德分子雜交儀的溫控精度(±0.2℃)保障了擴(kuò)增重復(fù)性。
2.2 多重PCR同步檢測(cè)
當(dāng)退火溫度58℃、引物濃度0.4 μM時(shí),CMV與TMV擴(kuò)增效率分別為98%與95%,產(chǎn)物條帶清晰無(wú)雜帶。某試劑高保真酶有效抑制非特異性擴(kuò)增。
2.3 核酸雜交技術(shù)對(duì)比
原位雜交可在葉片維管束區(qū)域定位TMV信號(hào),靈敏度較ELISA提升10倍;Southern Blot驗(yàn)證顯示,某試劑探針標(biāo)記效率達(dá)90%以上,背景干擾低。
2.4 電穿孔效率優(yōu)化
威尼德電穿孔儀使原生質(zhì)體轉(zhuǎn)染效率達(dá)75%,病毒RNA表達(dá)量較傳統(tǒng)方法提高3倍(p<0.01),且細(xì)胞存活率>90%。
3. 討論
通過(guò)整合核酸擴(kuò)增、雜交及遞送技術(shù),建立了高效的植物病毒檢測(cè)體系。威尼德系列儀器在關(guān)鍵步驟中表現(xiàn)出穩(wěn)定性:紫外交聯(lián)儀確保核酸固定均一性,電穿孔儀提升基因遞送效率。某試劑在探針標(biāo)記、酶反應(yīng)等環(huán)節(jié)的兼容性進(jìn)一步優(yōu)化了檢測(cè)通量。
與傳統(tǒng)技術(shù)相比,本方案具備以下優(yōu)勢(shì):
高靈敏度:可檢測(cè)單葉片中0.01%的病毒侵染率;
多重檢測(cè)能力:?jiǎn)未畏磻?yīng)同步鑒別2-3種病毒;
快速反饋:從樣本處理到結(jié)果輸出縮短至4 h。
結(jié)論
分子生物學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新顯著提升了植物病毒檢測(cè)的精準(zhǔn)性與適用性。威尼德儀器與某試劑的協(xié)同應(yīng)用,為田間復(fù)雜樣本的快速診斷提供了可靠工具。未來(lái)研究可進(jìn)一步探索CRISPR/Cas系統(tǒng)在病毒即時(shí)檢測(cè)中的潛力,推動(dòng)技術(shù)向便攜化、智能化發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
1. 分子生物學(xué)技術(shù)在植物病毒檢測(cè)中的應(yīng)用 [J] . 王新 ,莫笑晗 ,林良斌 . 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) . 2009,第028期
2. 分子生物學(xué)技術(shù)在植物病毒檢測(cè)上的應(yīng)用 [J] . 金紅 . 天津農(nóng)業(yè)科學(xué) . 1994,第004期
3. 分子生物學(xué)技術(shù)在諾如病毒檢測(cè)中的應(yīng)用 [J] . 徐澤炎 ,吳鶯 . 臨床檢驗(yàn)雜志 . 2020,第001期
4. 分子生物學(xué)技術(shù)在鴨坦布蘇病毒檢測(cè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展 [J] . 于新友 ,李天芝 ,莫玲 . 水禽世界 . 2015,第004期
5. 分子生物學(xué)技術(shù)在鴨肝炎病毒檢測(cè)中應(yīng)用研究進(jìn)展 [J] . 于新友 ,李天芝 ,沈志強(qiáng) . 家禽科學(xué) . 2015,第009期