基于LSU基因的嵌套PCR和qPCR技术体系建立及其在花椒锈病早期检测中的应用

本研究针对花椒锈病(Coleosporium zanthoxyli)早期检测难题，建立了基于保守LSU基因序列的嵌套PCR(最低检测限2.5 pg/μL)和实时荧光定量PCR(qPCR，灵敏度达250 fg/μL)检测体系。该技术可在无症状期准确识别病原，为病害早期预警和防控提供分子工具，相关成果发表于《Physiological and Molecular Plant Pathology》。

　　

在郁郁葱葱的花椒种植园里，一种名为花椒锈病的叶部病害正悄然威胁着这种具有重要经济价值的作物。由Coleosporium zanthoxyli引起的这种病害具有潜伏期长、传播快的特点，当可见症状出现时，病原菌已通过气流广泛扩散，传统化学防治往往为时已晚。更棘手的是，该病原在无症状阶段就能建立侵染，常规方法难以早期识别。面对这一产业痛点，四川农业大学森林病理实验室的研究团队开展了一项突破性研究，相关成果发表在《Physiological and Molecular Plant Pathology》上。

研究团队主要运用了嵌套PCR和实时荧光定量PCR(qPCR)两种分子检测技术。从20个菌株(包括从四川花椒叶片分离的病原菌及其他植物锈病菌)中提取DNA，通过温度梯度优化建立了检测体系，并采用人工接种和自然感染的花椒叶片进行验证。

【Optimization of the Reaction Conditions of Nested PCR】

研究显示，引物LSU4-F/LSU4-R在53°C退火温度下能特异性扩增451bp目标条带，而其他温度会产生杂带。该体系对C. zanthoxyli基因组DNA的最低检测限达2.5 pg/μL。

【DISCUSSION】

当前化学防治对已发病植株效果有限，而本研究建立的分子检测技术能在病原潜伏期实现早期诊断。相比不稳定的ITS序列，LSU基因作为靶标显著提高了检测可靠性。

【CONCLUSION】

该研究首次建立了针对C. zanthoxyli的嵌套PCR和qPCR检测方法。qPCR展现更高灵敏度(250 fg/μL)，两种技术均可识别无症状感染。这一突破为花椒锈病的早期防控提供了关键技术支撑，未来通过优化引物设计和探索更多保守基因，可进一步提升检测体系的稳定性。

研究团队特别指出，早期分子诊断能打破"出现症状-施药防治"的被动循环，实现真正的精准防控。该技术体系不仅适用于花椒锈病监测，其设计思路还可拓展至其他植物病害的早期检测领域，具有重要的理论和应用价值。