溫玉潔,趙文龍,葛紅霞
(張掖市森林病蟲害防治檢疫站,甘肅 張掖734000)
馬兜鈴(Aristolochia debilis Sieb et Zucc)屬于馬兜鈴科(Aristolochiaceae)馬兜鈴屬(Aristolochia)植物,全世界約有450余種,廣泛分布在熱帶和溫帶地區(qū),我國有56種,其中《中國植物志》記載39種,分別屬于管花亞屬和馬兜鈴亞屬[1]。主要分布于我國黃河以南及長江流域,是一種用途廣泛的中藥材。根入藥為青木香,有行氣止痛,解毒消腫之效;莖入藥為天仙藤,能疏風(fēng)活血;果實(shí)入藥為馬兜鈴,能清肺降氣,止咳平喘[2]。據(jù)調(diào)查在隴西就有試種,是一種值得廣泛種植并能夠帶來良好經(jīng)濟(jì)效益的中藥材之一[3]。
隨著馬兜鈴等中草藥在我省的普遍種植,病害開始頻繁發(fā)生,近年來,據(jù)調(diào)查,灰霉病發(fā)生較重,病毒病也普遍發(fā)生。查閱資料,關(guān)于中草藥的病毒病在國內(nèi)就有研究報(bào)道,如朱本明、陳作義等[4]檢測(cè)出地黃黃斑病病株中的地黃黃斑病毒;余方平、楊力[5]從河南等地的地黃上分離到4種病毒,其中2種分別鑒定為煙草花葉病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)和黃瓜花葉病毒(Cucumber mosaic virus,CMV);申屠蘇蘇、王海利等[6]在半夏中檢測(cè)到的病毒主要為黃瓜花葉病毒的天南星科株系和大豆花葉病毒(Soybean mosaic virus,SMV)的天南星科株系,而關(guān)于馬兜鈴中的病毒病未見報(bào)道。因此,筆者對(duì)甘肅省馬兜鈴產(chǎn)區(qū)普遍發(fā)生的病毒進(jìn)行檢測(cè),以期為馬兜鈴病毒病的防治提供依據(jù)。
關(guān)于病毒病的檢測(cè)技術(shù),目前有很多有效而且快速的方法,常用的有指示植物法、電子顯微鏡診斷法、PCR檢測(cè)、血清學(xué)檢測(cè)法等診斷方法[7]。其中PCR檢測(cè)法是一種選擇性體外酶促合成DNA片段的技術(shù),它包括三個(gè)基本步驟:變性,退火,延伸。主要有反轉(zhuǎn)錄PCR,多重PCR,實(shí)時(shí)熒光PCR等[8];血清學(xué)檢測(cè)方法具有很高的特異性,靈敏度也高,常用的方法有酶聯(lián)免疫吸附法.間接ELISA、雙抗體夾心法等多種測(cè)試方法。其中最主要的、應(yīng)用最多的是雙抗體夾心法和間接法,瓊脂雙擴(kuò)散法,斑點(diǎn)免疫法[9]。如侯紅琴、譚志瓊等[10]提出利用病毒基因組核苷酸序列相似性來進(jìn)行病毒種或株系的劃分已成為病毒分類的一個(gè)有效手段;王敏、李明福等[11]對(duì)河南省焦作地區(qū)和山東省菏澤產(chǎn)地的地黃病毒病疑似樣本,利用血清學(xué)、PCR并結(jié)合序列測(cè)定等方法進(jìn)行鑒定與檢測(cè),張樺、黃煒等[12]還應(yīng)用ELISA和PCR方法對(duì)小麥腥黑穗病菌進(jìn)行檢測(cè)研究。因此,根據(jù)這些資料,筆者擬采用雙抗夾心法和RTPCR技術(shù)同時(shí)檢測(cè)馬兜鈴病毒病的毒源種類,以期精確檢測(cè)出甘肅省馬兜鈴病毒病的主要毒源種類,為制定綜合防治策略提供依據(jù)。
1.1.1 供試植物 2012年7月在甘肅定西岷縣、隴西地區(qū)采集馬兜鈴病株,癥狀類型依據(jù)采集時(shí)間的不同進(jìn)行編號(hào),并在實(shí)驗(yàn)室-80℃冰箱凍存。
1.1.2 藥品 血清學(xué)測(cè)定采用TIANGEN Agdia公司生產(chǎn)的酶聯(lián)診斷試劑盒。包括:煙草花葉病毒、番茄花葉病毒(ToMV,Tomato mosaic virus)、馬鈴薯Y病毒(PVY,Potato virus Y)、馬鈴薯X病毒(PVX,Potato virus X)、黃瓜花葉病毒。
植物總RNA提取試劑盒購自天根公司。
1.1.3 儀器 研缽、恒溫培養(yǎng)箱、高壓滅菌鍋、高速冷凍離心機(jī)、移液槍、37℃恒溫箱、酶標(biāo)儀(450nm)、96孔酶聯(lián)板、微量移液器、PCR擴(kuò)增儀。
1.2.1 癥狀分類 對(duì)采集到的樣品根據(jù)癥狀類型,進(jìn)行分類,照相。
1.2.2 馬兜鈴病毒病毒源的血清學(xué)檢測(cè) DASELISA雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法檢測(cè)病毒具體步驟:
(1)樣本制備:切割樣本,分別置于滅菌研缽中,加一定量的PBS(pH7.4),迅速將樣本勻漿充分。4℃下6 000r·min-1離心20min,仔細(xì)收集上清液,將樣品對(duì)應(yīng)微孔按序編號(hào),根據(jù)檢測(cè)需要設(shè)計(jì)96孔酶聯(lián)板,每個(gè)重復(fù)3次,空白對(duì)照孔不加樣品及酶標(biāo)試劑(表1)。
(2)包被抗體:將 TMV、ToMV、CMV、PVX、PVY的抗體按照要求的濃度(200∶1)和需要的體積,用包被緩沖液稀釋包被的抗體并且在每孔中加入100μL抗體IgG溶液,孵育4h或者4℃冰箱過夜。
表1 酶聯(lián)板點(diǎn)樣孔排列
(3)洗板:空干后用1×PBST洗滌液洗滌酶聯(lián)板3次。
(4)加液:每孔加入100μL PNP溶液,室溫孵育0.5h。
1.2.3 馬兜鈴病毒病的RT-PCR檢測(cè) 當(dāng)DAS-ELISA試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果為陽性或疑似樣品時(shí),進(jìn)行RT-PCR檢測(cè)。
(1)植物基因組總RNA的提取
采用Tiangen RNA prep Pure Plant Kit植物總RNA提取試劑盒提取,試驗(yàn)步驟按試劑盒說明書進(jìn)行,具體步驟如下:
1)勻漿處理:50~100mg植物葉片在液氮中迅速研磨成粉末,加入450μL RL,渦旋劇烈震蕩均勻。
2)移液離心:將所有溶液移至過濾柱CS上,12 000r·min-1離心2~5min,小心吸取收集管中的上清至Rnase-free的離心管中,吸頭盡量避免接觸收集管中的細(xì)胞碎片沉淀。
3)轉(zhuǎn)液:緩慢加入0.5倍上清體積的無水乙醇,混勻,將得到的沉底和溶液一起轉(zhuǎn)入吸附柱CR3中,12 000r·min-1離心30~60s,倒掉收集管中的廢液,將吸附柱CR3放回收集管中。
4)收集:向吸附柱CR3中加入350μL蛋白液RW1,12 000r·min-1離心30~60s,倒掉收集管中的廢液,將吸附柱CR3放回收集管中。
5)DNase I工作液的配制:取10μL DNase I儲(chǔ)存液放到新的Rnase-Free離心管中,加入70μL rRDD溶液,輕柔混勻。
6)加液:向吸附柱CR3中央加入80μL的Dnase I工作液,室溫放置15min。
7)重復(fù)步驟4)。
8)漂洗收集:向吸附柱CR3中加入500μL漂洗液RW,室溫靜置2min,12 000r·min-1離心30~60s,倒掉收集管中的廢液,將吸附柱CR3放回收集管中。
9)重復(fù)步驟8)。
10)晾干漂洗液:12 000r·min-1離心2min,倒掉廢液。將吸附柱CR3置于室溫放置數(shù)分鐘,以徹底晾干吸附材料中殘余的漂洗液。
11)靜置:將吸附柱CR3放入一個(gè)新的Rnase-Free離心管中,向吸附膜的中間部位懸空滴加30~100μL Rnase-Free dH2O,室溫放置2min,12 000r·min-1離心2min,得到RNA溶液。
(2)引物設(shè)計(jì)
根據(jù)已發(fā)表的CMV和ToMV的外殼蛋白基因序列[6-8],設(shè)計(jì)引物序列:
CMV上游引物:Pcmv1d:5’-GCCGTAAGCTGGATGGACAA-3’,下游引物:Pcmv2u:5’-TATGATAAGAAGCTTGTTTCGCG-3’。
ToMV上游引物:PTob-Uni1:5’-ATTTAAGTGGASGGAAAAVCACT-3’,下游引物:PTomvf:5’-CGGAAGGCCTAAACCAAAAAG-3’。
(3)RT-PCR反應(yīng)體系
根據(jù)預(yù)試結(jié)果,建立優(yōu)化反應(yīng)體系:2×1step Buffer 12.5μL,PrimeScript 1step Enzyme Mix 1 μL,引物1、引物2 (10μM)各1μL,Rnase Free dH2O 8μL,RNA模板1.5μL。
(4)RT-PCR擴(kuò)增反應(yīng)條件
根據(jù)預(yù)試結(jié)果,建立優(yōu)化反應(yīng)參數(shù):95℃預(yù)變性30min;94℃變性3min,94℃退火30s,48℃退火45s,72℃延伸1min,35個(gè)循環(huán);最后72℃延伸10min。
(5)PCR產(chǎn)物電泳
PCR產(chǎn)物用瓊脂糖凝膠電泳和EB染色觀察。制備2%瓊脂糖凝膠,待冷卻至50~60℃時(shí),加入EB混勻后倒入已經(jīng)封好的凝膠平臺(tái)上。10μL樣品中加入2μL 5×loading Buffer,混勻加樣,電泳槽中進(jìn)行電泳。
從田間采集到的馬兜鈴病毒病主要有2種癥狀類型:黃斑型,葉片的葉肉組織出現(xiàn)大小不等的黃色斑塊,有些組織褪綠形成隱約可見的黃斑,而有些組織形成明顯可見的近圓形鮮黃色斑塊,整體葉片變小并呈現(xiàn)缺刻變形(圖1);網(wǎng)紋型,葉片大小葉脈組織均變黃,葉肉組織為正常綠色,整個(gè)葉片形成黃色網(wǎng)紋型癥狀(圖2)。
圖1 馬兜鈴病毒病黃斑型癥狀
圖2 馬兜鈴病毒病網(wǎng)紋型癥狀
2.2.1 DAS-ELISA檢測(cè)結(jié)果所得數(shù)據(jù)(表2)
表2 酶標(biāo)儀數(shù)據(jù)
若樣品對(duì)照OD405值/陰性對(duì)照OD405值明顯>2,為陽性;若樣品對(duì)照OD405值/陰性對(duì)照OD405值在閾值附近,判為可疑樣品,需重做一次,再用RT-PCR方法加以驗(yàn)證。試驗(yàn)表明:在待測(cè)黃斑型樣品中,CMV I/H 值為4.14,初步確定為陽性樣品,而ToMV I/H值為1.90,在其閾值范圍內(nèi),則為可疑樣品,需用RT-PCR進(jìn)一步檢測(cè),而其余三種病毒試劑盒檢測(cè)的馬兜鈴病葉汁液OD405均在1.5以下,則為陰性,即在馬兜鈴病葉中并未檢測(cè)到TMV、PVX、PVY這三種病毒。在網(wǎng)紋型樣品中對(duì)照OD405值明顯小于陰性對(duì)照OD405值,所以排除了網(wǎng)紋型樣品中含有這幾種病毒的可能。
對(duì)DAS-ELISA檢測(cè)后的一個(gè)陽性樣品和一個(gè)疑似樣品進(jìn)一步通過RT-PCR檢測(cè),結(jié)果表明:已擴(kuò)增到了CMV約485bp[13]的特異性序列和ToMV約686bp[14]的特異性序列,表明在馬兜鈴黃斑型病葉中含有CMV和ToMV(圖3)。
圖3
通過DAS-ELISA檢測(cè)和RT-PCR分子檢測(cè),結(jié)合采集到的馬兜鈴樣本上的癥狀,明確了CMV、ToMV是侵染我省馬兜鈴的主要病毒毒源,并且在黃斑型的癥狀中均檢測(cè)到這兩種病毒,說明存在復(fù)合侵染的現(xiàn)象。ELISA法的靈敏度不夠高,而且容易出現(xiàn)非特異性反應(yīng)。與ELISA相比,RT-PCR克服了抗原制備抗血清的種種弊端,并且含量極低的樣品也可檢測(cè)出,其靈敏性、特異性遠(yuǎn)超過ELISA方法,但是RT-PCR反應(yīng)條件嚴(yán)格,反應(yīng)體系中的諸多因素都會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性。本試驗(yàn)根據(jù)TaKaRa公司的引物,通過ELISA和RT-PCR方法成功對(duì)我省定西、隴西馬兜鈴上的CMV、ToMV進(jìn)行了檢測(cè),表明這兩種方法是檢測(cè)馬兜鈴病毒病的有效方法。在本實(shí)驗(yàn)中,田間自然感病馬兜鈴是否還受其他病毒感染,以及是否存在單獨(dú)侵染,還有待于進(jìn)一步研究。
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