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辣椒黄脉病毒RT-LAMP快速检测方法的建立

2020-05-18 来源:客趣旅游网
艋扬镰 2016,42(6):100—104 Plant Protection 辣椒黄脉病毒RT-LAMP快速检测方法的建立 汤亚飞 , 何自福 , 余小漫 , 蓝国兵 (1.广东省农业科学院植物保护研究所,广州摘要510640;2.广东省植物保护新技术重点实验室,广州510640) 辣椒黄脉病毒(Peppervein yellows virus,PeVYV)是影响世界辣椒生产的重要病毒,也是广东省辣椒上主 要病原病毒之一。本研究根据PeVYV基因组P3蛋白基因序列设计了2对引物,建立了该病毒的反转录一环介导 等温扩增(reverse transcription loop mediated isothermal amplification,RT I AMP)检测方法。该方法70 rain便可 完成对PeVYV的检测,无需特殊的设备,灵敏度比普通RT PCR高1O倍,对田问疑似病样的检出结果与RT-PCR 的结果一致。本研究建立的PeVYV RT-LAMP检测方法具有快速、灵敏和操作简便等优点,适合于对PeVYV病 样快速、准确检测与鉴定。 关键词辣椒黄脉病毒; RT-LAMP; 快速检测 文献标识码:A DO!:10.3969/j.issn.0529—1542.2016.06.017 中图分类号:S 436.418 Development of RT-LAMP for rapid detection of Pepper vein yellows virus Tang Yafei ,He Zifu ,She Xiaoman ,Lan Guobing (1.Plant Protection Research Institute,GuangdongAcademy ofAgricultural Sciences,Guangzhou 510640,China; 2.GuangdongProvincial Key Laboratory of gh Technologyfor Plant Protection.Guangzhou 510640.China) Abstract Pepper vein yellows virus(PeVYV)iS an important virus of pepper worldwide.It iS also one of the main pathogenic viruses infecting pepper in Guangdong Province.By using primer explorer software,two pairs of primers were designed according to the P3 gene sequence of PeVYV.The reverse transcription loop—mediated iso— thermal amplification(RT—LAMP)detection method of PeVYV was developed.The PeVYV detection could be finished within 70 min by using this method and needs no special equipment.Its sensitivity was 10 times higher than that of ordinary RT—PCR.The detection result of suspected samples collected from fields by the method was consistent with that by RT.PCR.The advantages of RT.LAMP detection method for PeVYV were rapid,sensitive and simple.Hence。the method iS suitable for rapid and accurate detection and identification of PeVYV. Key words Pepper vein yellows virus: RT—LAMP: rapid detection 辣椒黄脉病毒(Pepper vein yellows virus,Pc- PeVYV的检测主要采用反转录聚合酶链式反应 (reverse transcription-polymerase chain reaction, VYV)属黄症病毒科(L 。 r 以P)马铃薯卷叶病 毒属(Polerovirus)成员,由蚜虫以持久方式传播,也 可以嫁接传播[ 。该病毒在日本[卜 、西班牙跚、突 尼斯、土耳其_4]、印度、印度尼西亚、菲律宾、泰国[ 、 苏丹[ 和美国[ ]等国家均有分布。我国的台湾[引、 RT-PCR)l_6 ]。相对于血清学检测方法,该方法较 快速(6 h左右)、灵敏和特异,但需要高精度的PCR 仪及较复杂的方法来检测扩增产物,使其在日常诊 断中受到限制。日本学者Notomi等开发了一种新 型的核酸扩增方法——环介导等温扩增(1oop medi— ated isothermal amplification,LAMP)技术l1 。该 湖南|_8]和山东_9 等省也先后报道了该病毒。辣椒感 染黄脉病毒后主要表现为叶脉黄化、叶片卷曲、节问 缩短等,其产量和品质受到严重影响。 建立快速、灵敏和特异的检测鉴定方法是植物 病毒病诊断、防治和预测预报的前提与基础。目前, 技术采用4条特异引物识别靶序列上6个特异区 域,利用DNA链置换聚合酶(Bst DNA polymer— ase)在恒温条件下对靶基因扩增。RT LAMP方法 收稿日期:2015—12-16 修订日期:2016—02—04 基金项目:公益性行业(农业)科研专项(201303028);广东省科技计划项目(2013B020309003;201413070706017) *通信作者 E-mail:hezf@gdppri.corn 42卷第6期 汤亚飞等:辣椒黄脉病毒RT-LAMP快速检测方法的建立 ・101・ 是在LAMP方法的基础上添加了反转录酶 (AMV),使反转录和扩增在同一温度下进行。相对 RT-PCR来说,该技术更加简便、快速(70 min左 右)、特异。该技术已被应用于番茄_1卜地]、柑 橘[13%4]、香蕉 引、水稻[16-17]、小麦E 、马铃薯[19-21]、 草莓 船]、兰花E粥 等多种作物的病毒病检测。本文以 PeVYV的P3蛋白基因序列为靶标基因,设计了4 条特异性引物,建立了该病毒的RT—LAMP快速检 测方法。 1材料与方法 1.1材料 感染P 的辣椒病样:采自广东茂名市辣椒产 区,经RT_王)(、R检测验证,置于一80 ̄C保存;健康辣椒 材料:本实验室在防虫温室中培育的健康辣椒叶片;待 检材料:采自广东省各辣椒产区疑似辣椒病叶。 Loopamp RNA扩增反应试剂盒、Loopamp FD 荧光检测试剂购自日本Eiken Chemical公司;RNA 提取试剂盒购自北京全式金生物技术有限公司;一 步法Rrr_PCR试剂盒购自宝生物工程(大连)有限 公司;LA-320C实时浊度仪由日本Eiken Chemical 公司提供。 1.2方法 1.2.1引物设计 依据GenBank中已登录的PeVYV基因组 (GenBank序列登录号:AB594828.1、KP326573.1) 的P3蛋白基因序列,应用LAMP引物设计软件 Primer Explorer V.4(http://primerexplorer.jp/el— amp4.0.O/index.htm1)设计外侧引物对F3和B3以 及内侧引物对FIP和BIP,将引物在NCBI数据库 中Primer—BLAST模块下进行比对验证,最终选出 用于RT—LAMP的引物组合(表1)。应用PCR引 物设计网站(http://primer3.ut.ee/),设计目的片 段为562 bp的特异引物对P—F/P—R(表1)用于Pe— VYV的RT-PCR检测。所有引物由上海生工生物 工程技术服务有限公司合成。 1.2.2 总RNA的提取 取辣椒病叶100 mg,应用RNA提取试剂盒 抽提其总RNA,根据试剂盒说明书的步骤进行操 作,最终RNA沉淀溶解于40 L DEPC处理的 ddH2O中。 1.2.3 RT_LAMP反应体系及最佳反应温度 按照Looparnp RNA扩增试剂盒的说明配制RT- LAMP反应体系,即:2×反应缓冲液12.5止,酶溶液 1.0 ,40 pmol/ 引物 1.0 ,40 pmol/ 引物 BIP 1.0 ,10 pmol/ 引物F3 0.5 ,10 pmol/ 引 物t33 0.5 ,荧光目视检测试剂1.0 ,RNA模板 1.0 L,去离子水6.5 L,反应总体系为25 L。反 应温度分别设为59℃、61。C、63℃和65℃,反应时 间为60 min,之后加热至80℃5 min使酶失活。扩 增反应在实时浊度仪上进行,根据60 min内出现扩 增曲线的最短时间确定最佳反应温度。反应结束 后,根据反应液颜色进行判断,若显绿色,则为阳性 反应;若显橙色,则判断为阴性反应。进一步通过电 泳加以验证,取2 L扩增产物,在质量分数为1.5 的琼脂糖凝胶上100 ̄125 V恒压电泳30 min,然后 在紫外检测仪下观察。 表1 RT-LAMP和RT-PCR检测PeVYV的引物 Table 1 Primers used for PeVYV detection by RT_LAMP and RT-PCR 1.2.4 R l。_上J R Rrr_PCR反应参照一步法I PCR试剂盒说明 操作,即:PrimeScript 1 Step Enzyme Mix 2.0 L,2×1 Step Buffer(Dye Plus)25.0/,L,10/lmol/L引物P-F 2.0 L,10/lmol/L引物P-R 2.0 t*L,RNA模板 1.0 L,去离子水18 L,总体系为50 L。反应条件 为:5O。C反转录30 rain;94℃预变性4 min,94。C变性 30 min、52。C退火30 S、72。C延伸1 min,35个循环, 72^C最终延伸10 min,取8 L扩增产物在质量分数 为1.5 的琼脂糖凝胶上100~125 V恒压电泳 3O min,在紫外检测仪下观察并记录结果。 1.2.5灵敏度试验 将所提取的辣椒病叶片组织的总RNA按10 ~1O 进行浓度梯度稀释,以不同浓度的RNA作 模板,分别进行RT—LAMP和普通RT-PCR检测, 比较两者的检测灵敏度。 1.2.6 PeVYV田间疑似病样Rrr_LAMP检测 从广东省各辣椒产区采集疑似感染PeVYV的 辣椒病样6份,提取总RNA,分别用1.2.3的RT- 主豇 绲女; I AMI 力 法愉洲.并用RT PCR 法 以验 iI。 2结果与分析 2.1 R I’-LAMP最佳反应温度 以感染I VYV辣椒病叶组织的总P,NA为模 板。进 I T I AMI J}乏应,吱时浊 仪输i_ll的/扩增 … ( 1) 明: 59、61、63 65(的反应温 卜.RT I AMI 反庸分别住约,12、 、2【)干¨27 I]lin 图2 R 1"-1 AM1’各温度处理的反应液颜色变化 Fig.2 Cohw change of R l IJAMI’pr,glucts at different temperatures II、』扩j-fJ,fill线Jl:&f?f Yl一。反J、 结束 。肉 观察到各 处删 心液均 绿色.fn 伞 埘.1{({I 包(冈 2)。 场榆测时 可能 的’ 求.确定65 濉J业 、 2.2灵敏度检测结果 将感染I VYV的辣微痫叶』 【 总RNA进 行10倍系列稀释作为模板.分别进i RT—I AMI 反 和RT—I 【、R反心。J、 用R I、。I AMI 方法, 卡Il板 稀释倍数为l() 时,反应液 I1』] 绿色( 反 应),电泳时扩增的『j的条带清晰; j模板稀释俯数 为10 时.反心液也呈现绿色,电泳叫‘仍ur 扩增 的条0 :fIl模板稀释倍数为l0“时。反 液 t 脱橙 色.}U泳九I i的条,t…lJ:(阴性反心)( 3~t)。心用 RT I CR ‘法. 摸板稀释倍数为l0 『f、『.IU泳时 (1 l0 :() 30 41) 50 6( 时旧/[1lm l ime 扩增的H的条 : 经非常弱;当模板稀样f 数为 10 H ,R I I CR /f 能手』 增出I4的条1t  ̄f-(【皇1 5)。 凶此,检测I cVYV.RT I AM[ 法比RT I’(、I之方 图l R I LAMP各反应温度下的扩增曲线 Fig.1 Amplification curve of R 卜IJAMI’assay at different temperatures 法 敏度赢10俯 图3 R l'-I AMI 灵敏度试验结果 Fig.3 Results of sensitivity iLsSay of R l 1 AMI’detection 2.3疑似病样的RT-I AMP检测结果 埘水r1广尔甫不 辣椒产』 的6份疑似感染 I ( V、,V痫十 .录用RT LAMI’力 法进 榆测.结果 3讨论 小研究建 的PeVYV Rq LAMI 愉洲 ‘法快 ,J ( (;). 似病样1 、2号、3弓’、 【 ‘为 性.1 6 为『{JJ. 进 步心用RT I (、R JJI】以验证, 速、简便、 敏干u特 。应用该方法¨ 需要6 h 7()nlhl内 个扩增 完成对I eVYV的枪测,而常规的I(I、I CR检测则 .大幅度缩短了榆洲叫‘ 。 愉洲结 (【戈1 7)}=j RT—I AMI 结 一致, 者的 符 为l()() 。这表『月所建 的PeVYV RT—j I.AMI 榆洲力‘法能够实现11l『口J痫样的怏速、准确检 测 j诊断。 过程可在恒温水浴锅或烘箱巾进行,反 结 r1『以 通过肉眼直接观察扩增反应产物的颜色变化进行 划定.检测方法简便,克服r Rrr—l CR检测 法任 lj,J:h;L JIt …门JfIj j 足。任 敏 力‘ .I r— 仃l|J 能 致似阳性.因此操作过 rII一定受保iI 试 验 境、器 以及试剂等免受RNA或扩增产物的 {‘染,榆测的各个环节要严格分I戈进 .Il1tl、J‘操作 过程 减少丌盖操作次数等。小研究J听址 的 I,eVYV RT~I AMI 检 0方法将J听 r n,J J曼』 成 7支 I AMI 的愉测 敏 比RT I L、R商1 0 f 。 J外。 fll J R I、I 八MI J 奉lJ Jt J n,J,jl物 f0要 l”lI靶J 『j 6个特 Pt-:lx 域. 舰的R I 、I 力‘法川物 IJl Ij Jl 列 2个特 rI I 域.因此RT I AMI’j k-YI . 的特 ,一 ㈤ ㈨ ∞ 图4 R l'-I AMI,灵敏度试验电泳结果 l i 4 I ̄1eclrophoresis result of sensitivity assay ol R F-! AMl’detection 图5 R l'-P(1l灵敏度试验电泳结果 l .5 l£lcclrI’phf・resis result of sensitivity assay ol‘ R l'-I CR detection  I2 3 4 5 “ 7 8 f(、疑似辣椒嫡仟:7:laH+I-对照:H:阴性对照 I—f、:,q<uspcctcd diseased peppe r sanlplo:7 I】ositi ̄e COIl1.I‘o1: .Ncgall、C c【1I1¨ol 图6 田间辣椒病样的R F-I AMP检测结果 FiR.6 1)eteclion results of pepper samples l'rom fields by R l’。l AMP …J I I,AMI 技术灵敏度岛、 物扩增j 人。微l i,J{0染(fn1- 中的 性气溶"交微札)邯 荧光H视愉测试剂一次性加入刊反心僻 【1韭行反 Ij心. ll17iJ f|f开盖.待反应 接脱察反心液 的颜包束 0断结_果.大幅度降低 I … :,卜的Il】‘ 能一 … M:2 000 bp marker;1、6:疑似辣椒痫样:7:m 对照:H:阴性对照 M:2 000 bp tllarker a 1—6:Suspected pepper sat'nple;7:Positive colltrt 8:Negative control 图7 田间辣椒病样的R I-'PCR检测 Fig。7 Detection results of pepper slmlples from fields by R I'-1 R PcVYV是辣椒上重要 薄之 ¨1㈣ Y()IⅦl 等在H本首次报道发 I (、V、.V以术 。近 儿 . I、非洲、欧洲、美洲的多个 家陆续报道发 陔病毒。2013年我围台湾 7欠报道发观陔痫 ~, 随 山尔和湖南等省份也榆测到陔病 拄 。本 队×l』广东甫辣椒病毒病发生悄况进 .r州 ,发现疑 似辣椒黄脉病毒病,应用小RNA测序技术及Rq" 1 AMt 方法埘其病毒种类进i 峪 j榆洲,发现I e VYV 广东省_丰要辣椒产 均4f/J)-41i。疑似痫样的 检测阳 率为38.3 ,且常与 微脉斑驳痫 (Pep一 P r 7 “,mottle"uirus,PVMV)、辣椒IIM水 驳病毒 ((7Ulli  ̄ehtal mollie , 九f ,(、l1iVMV)、f电瓜花川 病毒 (( lt#11[)UI frJ z u 九 (、MV)等痫海复合陂染或混 合发生.说明I eVYV是引起广尔辣椒病薄痫的土 病原病毒之一。需要进一步 f}lj= 分4ii、发 舰律及 辣椒品种的抗性水平.为预防 控制该 芯痫的发 提供科学依据。 参考文献 Y(M thai I、. lbyos ̄tlo rI、.K 1w ino .(‘ t., f , ( ,”VI,,^庀 f .Ⅲ 1)OVt 1 lutcx)virus from boll p1)t—I)hmts in Ia1);Ul l1].At/1lals 素氢 镰船 2O16 of the Phytopathological Society of Japan,1995,61(3):178—184. E2]Murakami R,Nakashima N,Hinomoto N,et a1.The genome sequence of Pepper vein yellows virus(family Luteoviridae, genus Polerovirus)EJ].Archives of Virology,2011,156(5): 921—923. [3]Villanueva F,Castillo P,Font M I,et a1.First report of Pep— per vein yellows virus infecting sweet pepper in Spain[J]. Plant Disease,2013,97(9):1261—1262. 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