余 辛馮黎霞章 柱武目濤李新浩丁 鈿
(1廣州機場出入境檢驗檢疫局,廣東廣州 510000;2廣東檢驗檢疫技術(shù)中心,廣東廣州 510000)
番茄(Solanum lycopersicum)是全世界栽培最為普遍的茄果類蔬菜之一,近十年來全世界番茄的消費量以平均每年3%的速度增長。病毒病在世界各國番茄種植區(qū)普遍發(fā)生,嚴重威脅番茄的安全生產(chǎn)。目前,危害番茄的病毒有40余種(Hanssen et al.,2010),可通過種子攜帶的有南芥菜花葉病毒(Arabis mosaic virus,ArMV)、黃瓜花葉病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)、煙草花葉病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)、番茄花葉病毒(Tomato mosaic virus,ToMV)、番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt virus,TSWV)、番茄環(huán)斑病毒(Tomato ringspot virus,ToRSV)、番茄黑環(huán)病毒(Tomato black ring virus,TBRV)等。在這些病毒中,TSWV、ArMV、ToRSV、TBRV等是我國禁止進境的檢疫性有害生物。
番茄斑萎病毒是布尼亞病毒科(Bunyaviridae)番茄斑萎病毒屬(Tospovirus)的代表種,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上危害非常嚴重的病毒。Brittlebank(1919)最早在澳大利亞發(fā)現(xiàn)TSWV為害番茄,1965年TSWV在大麗菊上被首次分離出來后,研究人員相繼從青椒、番茄及多種觀賞植物上分離出該病毒。目前TSWV在歐洲、北美洲、南美洲、亞洲和大洋洲等多個國家和地區(qū)廣泛分布,熱帶、亞熱帶、溫帶地區(qū)均有發(fā)生,是名副其實的全球性植物病害,被列為世界十大植物病害之一。TSWV的寄主范圍十分廣泛,能感染超過84科1 090種植物,寄主作物主要有煙草、花生、辣椒、萵苣、茄子等(Parrella et al.,2003)。20世紀80~90年代,TSWV在美國夏威夷、意大利、南非和巴西的流行導(dǎo)致當?shù)氐姆?、葉用萵苣(生菜)等作物近乎絕產(chǎn)(Wilson,1998;Pappu et al.,2009;Al-Saleh et al.,2014)。在有些年份,夏威夷萵苣作物因受TSWV破壞,經(jīng)濟損失達50%~90%(Cho et al.,1989)。近些年來,陸續(xù)在我國的四川、廣州、北京等地多種植物上發(fā)現(xiàn)TSWV的危害(許澤永 等,1988;姚革,1992;陳東亮 等,2018)。
近二十年來,基于抗原抗體反應(yīng)的血清學(xué)方法和基于PCR反應(yīng)的分子生物學(xué)方法發(fā)展非常迅速,已廣泛應(yīng)用于植物病原菌的檢測鑒定中,其中DAS-ELISA和RT-PCR因具有高度的專一性和靈敏度,又可在短時間內(nèi)得到結(jié)果,已成為檢測鑒定植物病毒的重要方法(金羽和文景芝,2005)。我國發(fā)布的番茄斑萎病毒檢疫鑒定國家標準GB/T 31802—2015規(guī)定了利用植物葉片進行TSWV檢測鑒定的方法和程序,TSWV陽性檢出的判定標準為:DAS-ELISA測定為陽性,同時RT-PCR或者實時熒光定量PCR測定為陽性。同時,科研人員也在不斷研究并建立快速可靠的TSWV檢測方法,Boonham等(2002)運用實時熒光定量PCR技術(shù)、吳興海等(2016)利用恒溫擴增技術(shù)等建立了TSWV快速檢測鑒定技術(shù),劉忠梅等(2017)應(yīng)用DPO技術(shù)建立番茄斑萎病毒檢測方法,馮黎霞等(2017)從進境的生菜種子中檢測到TSWV。據(jù)報道,目前國內(nèi)外大多是針對番茄感病葉片或果實進行病毒檢測,國家標準GB/T 31802—2015中也要求采集葉片用于檢測番茄斑萎病毒。直接對番茄種子進行種傳病毒的檢測鑒定很少(廖富榮 等,2011),也沒有直接從番茄種子中檢測到TSWV的報道。
本試驗以2018年7月自廣東口岸進境的土耳其番茄種子為試材,采用研磨的種子進行病毒檢測,取樣量較大且樣品均一性高,利用DASELISA方法初篩鑒定,并進一步進行RT-PCR檢測和序列測定,證實該批土耳其進境番茄種子確實攜帶TSWV,實現(xiàn)了TSWV的快速準確鑒定。
檢測樣品為2018年7月自廣州白云國際機場口岸進境的土耳其番茄種子,編號為1-4436751。
用于雙抗體夾心-酶聯(lián)免疫吸附試驗(DASELISA)多克隆抗體及陽性對照樣品購自美國Agdia公司,檢測的病毒種類包括南芥菜花葉病毒(ArMV)、番茄斑萎病毒(TSWV)、番茄環(huán)斑病毒(ToRSV)、番茄黑環(huán)病毒(TBRV)。
柱式植物RNA提取試劑盒、RT-PCR兩步法反應(yīng)試劑盒、DNA Marker購自大連TaKaRa生物有限公司。其他試劑均為國產(chǎn)分析純。
稱取0.5 g番茄種子至研磨罐中,在研磨機上研磨1 min,將粉末轉(zhuǎn)移至5 mL離心管中,加入3 mL樣品提取緩沖液并混合均勻,然后10 000 r·min-1離心5 min,上清液用于DAS-ELISA檢測。另取100 μL上述樣品提取液,按照試劑盒說明書提取總RNA,用TSWV特異性引物進行擴增,用于RT-PCR檢測。
根據(jù)Agdia試劑說明書對番茄種子提取液進行DAS-ELISA檢測。每個樣品2次重復(fù),取平均值。每孔加入檢測樣品提取液100 μL,并在陽性和陰性對照明顯顯色后(約30 min),在酶標儀中讀取吸光值OD405。在滿足質(zhì)量控制要求下,如果樣品OD405/陰性對照OD405≥2,判定為陽性,樣品OD405/陰性對照OD405<2,判定為陰性。
TSWV特異性引物序列和擴增程序參照國家標準 GB/T 31802—2015,引物序列(5′-3′)為:F-AGGATTGGAGCCACTGAC,R-GCTGGAGCT GAGTATAGCAG,擴增序列片段長度為270 bp。檢測時以含TSWV材料的cDNA作為陽性對照,以健康植物材料作為陰性對照,以水代替模板作為空白對照。
cDNA合成:反應(yīng)體系共20 μL,其中模板RNA 3 μL, 反 向 引 物(20 μmol·L-1)1 μL,5×MMLV 酶緩沖液 5 μL,dNTP(10 mmol·L-1)2 μL,MMLV 反 轉(zhuǎn) 錄 酶(5 U·μL-1)1 μL,RNAase抑制劑1 μL,補無RNAase水至20 μL。然后37 ℃ 1 h,94 ℃ 10 min,自然冷卻至室溫,-20℃冰箱保存。
PCR擴增體系為25 μL,其中DNA模板2 μL, 上 /下 游 引 物(20 μmol·L-1)0.4 μL,10×PCR 緩 沖 液 2 μL,dNTP(10 mmol·L-1)1 μL,Taq酶(5 U·μL-1)0.5 μL,RNAase抑 制劑1 μL,補雙蒸水至25 μL。反應(yīng)程序:94 ℃ 5 min;94 ℃ 30 s,53 ℃ 30 s,72 ℃ 30 s,35 個循環(huán);72 ℃ 10 min。
PCR反應(yīng)結(jié)束后取5 μL擴增產(chǎn)物進行1.0%瓊脂糖凝膠電泳,然后在凝膠成像儀上觀測和拍照。
PCR產(chǎn)物回收后進行測序(華大基因技術(shù)有限公司)。用Blast進行序列分析,用于比較的GenBank中番茄斑萎病毒序列登錄號為:JX452818、JX452817、KP006412、KP006413、JX452816。
DAS-ELISA檢測結(jié)果表明(表1),在檢測樣品中,TSWV檢測項目的OD405/陰性對照OD405>2,TSWV血清學(xué)檢測結(jié)果呈陽性;其余檢測項目中樣品OD405/陰性對照OD405<2,檢測結(jié)果呈陰性。根據(jù)DAS-ELISA檢測結(jié)果,初步判斷該批番茄種子中攜帶TSWV。
表1 番茄斑萎病毒DAS-ELISA檢測OD值
2.2.1 RT-PCR檢測 RT-PCR檢測結(jié)果表明,檢測樣品擴增出1條與TSWV陽性對照大小一致的條帶(270 bp左右),而陰性對照及空白對照沒有擴增到該目標條帶(圖1)。因此,該檢測樣品TSWV的RT-PCR特異性檢測結(jié)果呈陽性。
圖1 番茄種子中TSWV特異引物的RT-PCR檢測結(jié)果
2.2.2 序列測定與分析 PCR產(chǎn)物回收純化后進行測序。結(jié)果表明,引物的擴增片段為270 bp,含有上下游引物的相應(yīng)序列,與預(yù)期大小一致。序列Blast比對結(jié)果顯示,與登錄號為KP006413、JX452816的TSWV分離物序列相似度為99%,與登錄號為JX452817、JX452818的TSWV分離物相似度達100%。結(jié)合DAS-ELISA檢測結(jié)果,判斷該批番茄種子中攜帶TSWV。
TSWV寄主范圍廣泛,甚至能侵染一些田間雜草,從而使病源清除困難、傳播速度快、防治困難。TSWV在世界范圍內(nèi)的發(fā)生與西花薊馬、棕櫚薊馬等的廣泛分布和攜帶病毒植物的調(diào)運有關(guān)(侯海霞 等,2015;盧小雨 等,2016)。其中西花薊馬是TSWV最高效的傳播媒介,繁殖速度快、適宜性強、極易產(chǎn)生抗藥性,防治難度較大。進境檢驗檢疫數(shù)據(jù)表明TSWV多次在蓖麻、菜豆、生菜、萵苣、辣椒種子和馬蹄蓮種球、大麗花種球中被口岸截獲。及時在口岸鑒定并銷毀,是重要且有效防控TSWV的手段之一。
本試驗直接采用研磨的種子進行檢測,節(jié)省了種子育苗時間,縮短了檢測周期和口岸貨物通關(guān)周期。大量取樣處理,在保證樣品質(zhì)量的前提下,樣品更具有檢測代表性。同時,由于DAS-ELISA可能會產(chǎn)生假陽性,采用了從血清學(xué)檢測的樣品提取液中提取總RNA進行RT-PCR擴增(廖富榮等,2011),保證了兩種技術(shù)方法采用的為完全一致的樣品,而且兩種檢測方法均為陽性檢出,也與TSWV國家標準的判定一致。這是我國首次在進境番茄種子中截獲TSWV,為進一步加強TSWV的檢疫、防疫工作敲響了警鐘,也對TSWV在種間傳播的研究具有重要推動意義。