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田间适用型一体化试剂盒的研发:快速检测植物和木虱中“Candidatus Liberibacter asiaticus”的新方法
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月01日 来源:Phytopathology Research 3.5
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为解决柑橘黄龙病(HLB)田间检测技术特异性不足、成本高且操作复杂的问题,研究人员开发了基于nrdB基因(五拷贝核糖核苷酸还原酶β亚基)的探针重组酶聚合酶扩增(RPA)技术,并组装成一体化试剂盒。该试剂盒特异性强、灵敏度高(检测限2 CLas细胞/μL),可配合粗提DNA在42℃、20分钟内完成检测,对998份植物样本和363只木虱的检测准确率与qPCR相当(P>0.05)。该成果为HLB防控提供了经济、高效的现场检测方案,发表于《Phytopathology Research》。
柑橘产业正面临一场由“Candidatus Liberibacter asiaticus”(CLas)引发的毁灭性危机——黄龙病(HLB)。这种通过亚洲柑橘木虱(ACP)传播的韧皮部限制性细菌,已在中国10个省份摧毁超5000万株柑橘树。传统检测依赖实验室PCR,但CLas在植物体内分布不均、潜伏期长,且田间缺乏既灵敏又便携的检测手段。现有免疫试纸条特异性差,而LAMP(环介导等温扩增)和CRISPR/Cas12a联用技术虽灵敏却成本高昂。面对这一困境,西南大学柑橘研究所的研究人员将目光投向CLas基因组中稳定性更高的五拷贝nrdB基因,开发出可冻干保存的一体化RPA试剂盒。
研究采用粗提DNA结合实时荧光检测技术,主要技术路线包括:1)基于16株CLas菌株nrdB基因保守区设计RPA引物/探针;2)优化反应温度(32-52℃梯度测试);3)通过质粒稀释(10-1-10-8)确定检测限;4)用998份柑橘样本和363只木虱验证实用性;5)组装冻干试剂盒并对比实时仪器与便携检测器性能。
特异性与灵敏度验证
温度梯度实验显示42℃时荧光信号最强(图2a),且仅对CLas阳性样本有响应(图2b)。灵敏度达10-6稀释度(图2c),比常规PCR高100倍,与qPCR相当。质粒实验证实最低可检测2 CLas细胞/μL(图2d)。
田间适用性评估
植物样本检测中,RPA阳性率45.8%(457/998),与qPCR(46.4%)无显著差异(P=0.77)(图3b)。木虱检测阳性率27.8%(101/363),同样与qPCR结果一致(图3d)。冻干试剂盒对粗提DNA的检测一致性达100%(附图S3),且单只木虱检出率比PCR提高71%(12/58 vs 7/58)(附图S4)。
这项研究突破性地将多拷贝nrdB基因的稳定性与RPA的快速性相结合,解决了田间检测的三大痛点:1)冻干试剂盒可在室温保存一周,省去冷链运输;2)粗提DNA直接上样,避免纯化步骤;3)成本仅为实验室检测的25%。正如作者Fu SM等强调,该技术为新兴疫区的大规模筛查提供了“随时可用”的解决方案,其模块化设计更可适配其他便携设备,推动HLB防控从“被动应对”转向“主动预警”。
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