基于LSU基因的巢式PCR和实时定量PCR技术早期检测花椒锈病菌（Coleosporium zanthoxyli）

本研究针对花椒锈病早期诊断难题，开发了基于LSU基因的巢式PCR（最低检测限2.5 pg/μL）和qPCR（灵敏度250 fg/μL）检测体系，可在无症状期精准识别病原菌Coleosporium zanthoxyli，为病害早期预警提供分子工具。

　　

花椒作为我国特色经济树种，其叶片常遭受锈病菌Coleosporium zanthoxyli的侵袭。这种病原菌能在宿主无症状阶段潜伏，待病症显现时已通过气流快速传播，传统化学防治往往为时已晚。更棘手的是，现有技术难以在病害早期实现精准诊断，导致防控窗口期被严重延误。针对这一产业痛点，四川农业大学森林病理实验室的研究团队在《Physiological and Molecular Plant Pathology》发表论文，开发出两种高灵敏度分子检测技术，为破解花椒锈病防控难题提供了新方案。

研究人员采用巢式PCR和实时定量PCR(qPCR)技术，以病原菌保守的LSU基因为靶标，通过优化反应条件建立检测体系。实验选用20株菌株（包括四川地区采集的花椒病叶分离株及其他植物锈病菌对照株），通过梯度退火温度测试确定最佳扩增参数，并采用人工接种与自然感染样本进行验证。

【Optimization of the Reaction Conditions of Nested PCR】
研究发现当退火温度为53°C时，引物LSU4-F/LSU4-R能稳定扩增出451bp目标条带，而其他温度区间易产生杂带。这为巢式PCR的特异性扩增提供了关键参数。

【DISCUSSION】
相较于传统ITS序列，LSU基因在锈病菌检测中表现出更高稳定性。研究揭示qPCR技术对早期无症状感染的检出率比常规方法提升两个数量级，可在病原菌含量极低（250 fg/μL）时实现精准识别。

【CONCLUSION】
该研究首次建立的花椒锈病菌分子检测体系，将病害识别时间大幅提前。其中巢式PCR检测限达2.5 pg/μL，qPCR灵敏度更高达250 fg/μL。这不仅为田间监测提供了"分子雷达"，更开创了通过早期干预阻断病害传播的新途径。

值得关注的是，团队发现退火温度对PCR特异性具有决定性影响——53°C的精确控制使非特异性扩增完全消失。这种"温度窗口"现象的揭示，为其他植物病原真菌的分子检测提供了重要参考。研究还指出，未来通过优化引物设计和挖掘更多保守基因序列，可进一步提升检测体系的普适性。

这项由Shan Han团队主导的研究，通过Yujue Zhou、Chunlin Yang等成员的协作攻关，最终将分子植物病理学理论与实际应用需求紧密结合。其成果不仅适用于花椒锈病防控，所建立的技术框架还可拓展至其他经济作物的病害早期预警系统，为农业可持续发展提供了创新性解决方案。