胶体金免疫层析技术快速检测黄瓜花叶病毒的开发与评价:一种田间即时诊断新策略

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:Journal of Virological Methods 2.2

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  为解决黄瓜花叶病毒(CMV)田间检测技术门槛高、耗时长的问题,研究人员开发了一种基于胶体金免疫层析技术(CGIA)的快速检测方法。通过优化抗原浓度(0.5?μg/mL包被抗原)与金标抗体灵敏度(最低检测限0.25?mg/mL),该试纸条可在10分钟内通过肉眼判读结果,为资源有限地区提供了一种无需实验室基础设施的高效检测工具,对植物病毒防控具有重要实践意义。

  

黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus, CMV)作为全球最具破坏性的植物病毒之一,每年给番茄、辣椒等高价值作物造成超过38亿美元的经济损失。这种单链RNA病毒通过80多种蚜虫以非持久性方式传播,感染1200余种植物后引发叶片花斑、畸形等症状,导致作物减产20-50%。尽管现有ELISA、RT-PCR等技术检测精度高,但依赖实验室条件与专业人员,难以满足田间即时防控需求。

针对这一技术瓶颈,山东现代农业产业技术体系的研究团队在《Journal of Virological Methods》发表成果,开发出基于胶体金免疫层析(Colloidal gold immunochromatographic assay, CGIA)的CMV快速检测系统。研究通过原核表达系统获得重组CMV衣壳蛋白(Coat protein, CP),优化金标抗体与抗原浓度后,构建出可在10分钟内完成视觉判读的试纸条。

关键技术包括:1)从CMV Fny株系感染叶片提取RNA并克隆CP基因;2)利用pET-28a载体在大肠杆菌中表达27?kDa重组CP;3)通过SDS-PAGE和Western blot验证蛋白纯度;4)系统优化胶体金粒径(20-40?nm)、抗体标记比例及稳定剂(BSA/硼酸钠/PEG)配方;5)建立双抗原(0.5?μg/mL包被抗原与0.5?mg/mL质控抗原)检测体系。

【Development of CMV-CP expression vector】
通过RT-PCR从CMV感染叶片扩增CP基因,采用BamH I/Not I酶切位点构建pET-28a-CMV-CP重组质粒,测序验证正确性。

【Prokaryotic expression and solubility analysis】
IPTG诱导表达后,SDS-PAGE显示27?kDa目标条带,经镍柱纯化获得可溶性重组CP,Western blot证实其免疫原性。

【Discussion】
研究证实CGIA检测限达0.25?mg/mL,较传统ELISA(1-10?ng)更适合田间应用。试纸条在环境温度波动下仍保持稳定性,突破分子检测对温控设备的依赖。

该成果通过简化CMV检测流程,为资源匮乏地区提供了一种"无仪器"诊断方案。其创新性体现在:1)首次建立CMV特异性CGIA体系;2)实现肉眼可视化的病毒浓度半定量;3)为其他植物病毒即时检测技术开发提供范式。正如通讯作者Xinran Cao强调,这项技术将显著提升田间早期疫情预警能力,助力全球作物病毒防控体系建设。

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