基于冲击式孢子捕捉技术结合qPCR早期检测与定量葡萄霜霉病菌空气传播接种体的研究

为解决葡萄霜霉病（GDM）早期预警难题，印度泰米尔纳德农业大学研究人员开发了基于纤维素合成酶基因（CesA4）的SYBR Green qPCR检测技术，通过冲击式孢子捕捉器捕获空气中Plasmopara viticola孢子，实现症状出现前10-14天检测，最低检出限达100个孢子/样本（Cq=23.98±0.7），为精准 fungicide 应用提供科学依据。

　　

葡萄霜霉病由卵菌纲病原体Plasmopara viticola引起，是威胁全球葡萄种植业的毁灭性病害，可造成40-90%产量损失。传统防治依赖定期 fungicide 喷洒，但过度使用易导致抗药性且缺乏精准预警手段。现有 weather-based预测模型因忽略微环境因素准确性有限，而显微镜孢子计数法耗时且专业性要求高。如何实现病原体空气传播动态的早期监测，成为病害防控的关键突破口。

泰米尔纳德农业大学（Tamil Nadu Agricultural University）的研究团队创新性地将冲击式孢子捕捉技术与SYBR Green定量PCR（qPCR）相结合，靶向P. viticola纤维素合成酶A4（CesA4）单拷贝基因，建立了灵敏度达fg级DNA的检测体系。通过构建10⁵-10¹ sporangia/ml标准曲线，首次确定田间检测阈值100个孢子（Cq 23.98±0.7）。关键技术包括：1）从印度Then i和Coimbatore地区采集典型病样进行分子验证；2）优化孢子捕捉杆在0.5m/2.5m双高度的部署策略；3）建立基于CesA4的物种特异性qPCR引物。

【Collection of downy mildew infected samples】
研究团队在2024-25年从泰米尔纳德邦两个历史病区（Royappanpatti和Madampatty村）系统采集典型病叶，观察到叶片油渍状病斑对应背面白色霉层等特征性症状，并通过分子检测确认病原。

【Symptom identification and molecular confirmation】
DNA提取显示CesA4引物较传统ITS区域引物特异性更强，成功避免卵菌纲近缘种交叉反应，为空气样本检测奠定基础。

【Discussion】
研究发现0.5m低空孢子捕捉杆在修剪至坐果期捕获量最高（2.8×10⁵ sporangia/m³），较田间症状出现提前10-14天预警。该成果突破性地将qPCR检测阈值与 fungicide 施用决策直接关联，相比传统方法减少3.3次无效喷洒。

结论部分强调，CesA4基因靶向检测为目前最灵敏的P. viticola监测方案，其孢子捕捉-qPCR联用技术可整合至病害预警系统。研究首次证实葡萄冠层下部孢子浓度更高，为优化 trap 布设提供实证依据。该技术路线对其它气传病害监测具有范式意义，相关成果发表于《Phytochemistry》。