⑴ 常用的植物病毒分子檢測診斷技術有哪些
1 RT-PCR技術
RT-PCR是英文Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction的簡寫,中文稱之為反轉錄聚合酶鏈式擴增反應。在反轉錄酶M-MLV或AMV的作用下,以RNA為模板、以20個左右的核苷酸為引物,反轉錄合成cDNA。再以cDNA為模板,兩個3和5端互補寡核苷酸引物,由Taq聚合酶從5→3進行一系列DNA聚合反應,擴增出所需要的目的DNA,可將極微量的靶DNA特異性地擴增上百萬倍,從而大大提高了對DNA分子的分析和檢測能力。
利用PCR技術,可以檢測到單分子核酸或對每10萬個細胞中僅含1個靶核酸分子的樣品。因此,該技術創立至今十年來,迅速地形成為常規的標准程序,為生物科學提供了從微量微生物材料中快速得到大量特定的遺傳物質的實驗手段。PCR在植物病毒的檢測、鑒定和植物病毒的檢疫工作中也將具有重要意義。如果病毒核酸是DNA類型,不需要反轉錄(RT),直接可以進行聚合酶鏈式擴增(PCR)。而大多數植物病毒的核酸類型為RNA,因此,需要先進行反轉錄(RT),再進聚合酶鏈式(PCR)擴增。用1%瓊脂糖和5%聚丙烯醯胺進行電泳,即可檢出擴增片段。
這里以香石竹斑駁病毒為例,介紹RT-PCR檢測香石竹斑駁病毒的實驗技術。
用已知病毒核酸保守序列設計引物,分別提取病、健植物總RNA為模板,進行RT-PCR反應,瓊脂糖或PAGE電泳檢測擴增結果。感病材料會出現特異擴增帶。如香石竹斑駁病毒(Carnation mottle virus,CarMV)。根據該病毒的RNA序列設計引物,P1引物(5′端引物,與CarMV RNA的2516~2538同源):5′-〔TTA,GTT,TGC,CCC,CGT,TGG,TAA,CC〕-3′。P2引物(3′端互補引物,與CarMV RNA的3100~3124對應):5′-〔AAG,CGT,CAT,CGT,TGA,ATC,CCA,GAG〕-3′。目標片段大小為608nt。對病健材料進行了RT-PCR,從感病材料中可以擴增出了大約600bp的特異片段,而健康植物無此擴增帶。用此方法可以快速、准確地檢測香石竹斑駁病毒。操作如下:
(1)RNA提取
分別取感病及健康葉片0.2~0.5g,加液氮研成粉末,按1g∶2ml的比例懸浮於RNA抽提緩沖液(20mmol/L Tris-HC1 pH8.0,1mmol/L EDTA,1%SDS,0.2%巰基乙醇)。按1∶1比例加入水飽和苯酸—氯仿—異戊醇(25∶24∶1)混合液,抽提數次,乙醇沉澱總RNA。溶入20~50μl TE緩沖液中,-70℃冰箱保存備用。
(2)cDNA合成反應體系組分為
待檢測材料總RNA或健康材料總RNA各0.5/μg,20pmol/L引物P21μl,5×MMLV緩沖液4μl,ddH2O7μl,該混合液於88℃處理10min後冰上迅速冷卻,然後加入10mmol/L dNTPs 1μl,40U/μl Rnasin 0.5μl,100mmol/L DTT 2μl,200U/μl MMLV逆轉錄酶1μl,混合後經42℃處理lh,合成cDNA。
(3)PCR擴增
取上述的cDNA各0.5μg,分別加入10×PCR緩沖液5μl,20pmol/L引物P1和引物P2各1μl,10mmol/LdNTPs 1μl,88℃10min之內加2U/μl Taq DNA聚合酶1μl,加ddH2O至50/μl。然後在液面上加三滴石蠟油,進行如下PCR熱循環:94℃3min,60℃1min,72℃1min,1次循環;94℃40s、60℃1min,72℃1min,35次循環,最後72℃延伸10min。PCR產物用1%瓊脂糖凝膠電泳檢查。攜帶CarMV的樣品會出現600bp的特性擴增帶。如圖1。
圖1 CarMV PCR產物的瓊脂糖凝膠電泳結果
⑵ 植物病毒檢測的血清學技術都有哪些
植物病毒的外殼是一種核蛋白,在蛋白的表面帶有抗原決定簇,當植物病毒進入動物體內時,即可產生與抗原相應的抗體,這種帶有抗體的血清即為抗血清。相應的抗原抗體之間可產生專化性的結合,即抗體只能與其相應的抗原結合並產生一定的反應,此即血清反應。這種反應在植物體外也能進行,根據這種反應可以測定兩種病毒間的關系。因而,血清學檢測成為植物病毒的重要鑒定技術。常見的血清反應主要有以下幾種:
中和反應:使含有植物病毒的汁液與相應抗血清中的抗體充分結合,當抗體過量時,可將所有植物病毒抗原全部吸收掉,此時因植物病毒汁液中已沒有病毒粒子存在而失去侵染性。此即為中和反應,不僅可對植物病毒進行定性,還可用於定量測定。
沉澱反應:將一系列稀釋度的抗原(病毒)和一系列稀釋的抗體(抗血清)分別混合,在兩者稀釋比例適宜范圍內可出現沉澱物,此即為沉澱反應。此類反應如:微量沉澱反應,瓊脂雙擴散反應,及免疫電泳等,都是在植物病毒檢驗中最常見的血清學技術。
凝集反應:把病毒的抗體先吸於一種與免疫無關的顆粒表面,然後使其與相應的抗原結合而出現的凝集,即為凝集反應。常用於吸附抗體的顆粒有皂土、乳膠、炭末、血細胞、A蛋白等。
抗體標記:對抗體用熒光素、酶或同位素等進行標記,然後通過對標記物的檢測追蹤抗原,常用的有酶聯免疫吸附、熒光免疫、同位素免疫實驗等,這類檢測技術靈敏度極高,適於對微量抗原的檢測。
現將在植物檢疫中常用的幾種血清學技術介紹於下。
1.微量沉澱反應
在溶有抗原的溶液內按適當比例加入抗血清時,抗原與抗體互相結合而沉澱。其方法如下:
(1)用蠟筆在培養皿底部各劃8條橫豎線形成方格。
(2)取兩排小試驗管,每排7~8個,一排用於抗原,一排用於抗血清,每試管中加0.2ml的緩沖液。
(3)制備1mg/ml純化病毒原液,在抗原稀釋排中加0.2ml原液於第一試管,用1ml的移液管再從中吸0.2ml移至第二管,然後再移0.2ml於第三管,一直移到最後一管,各管的稀釋度分別為原液的1/2至1/128。
(4)在小試管中加1.5ml含0.025%防腐劑NaN3的緩沖液,在緩沖液內混入0.1ml未稀釋的抗血清,制備出1/16稀釋度的抗血清作為原液;在第二排的第一試管中加0.2ml的原液,混合後移0.2ml至第二管,如此一直到最後一管,制備出1/32~1/2048的稀釋系列的抗血清。
(5)用微量移液管從抗血清最高稀釋度(1/2048)開始,在培養皿的第七橫排的每個方格滴加1滴,同樣將1/1024稀釋度的抗血清加到第六橫排,這樣將板上所有的方格均滴加各種稀釋度的抗血清。
(6)用另一移液管從最稀的抗原液開始,在第七縱排每方格內滴加1滴,按同樣方法在第一至第七縱排各方格內滴加各種稀釋度的抗原。在所有第八橫排和縱排的方格內滴一滴緩沖液做對照。隨後在反應液滴上復蓋一層液體石蠟油防止蒸發。
(7)將制備好的培養皿在室溫濕潤環境下孵育2h後,在暗室用雙目解剖鏡觀察,然後在普通冰箱內過夜,第二天繼續觀察結果,此時沉澱已清晰可見。
以最濃的沉澱為四,以下逐漸減弱的梯度分別記為三、二、一,以三為抗原最大稀釋度和產生沉澱的最小血清用量,作為抗原抗體最適比例
微量沉澱技術測定抗原抗體最適反應濃度表
(8)實際測定時,用最適稀釋度的抗血清與其相應的抗原和異種抗原進行反應,或用最適稀釋度的抗原與其相應的抗血清和異種抗血清進行反應,均可觀察它們間的血清學關系。如表0-4-2所示,
微量沉澱技術測定多種抗原間血清學關系表
各供試抗原的稀釋度為1.56mg/ml,與1/4至1/1024的不同稀釋度的抗血清反應結果表明,第一、二、五、六、七橫排的抗原與抗血清的相應抗原是相同的,第三、四兩排抗原與抗血清的相應抗原雖然不同,但有一定親緣關系,第八、十排抗原則與抗血清的相應抗原有遠緣關系或無血清學關系,第九排的抗原則完全無關。
2.瓊脂雙擴散試驗
瓊脂凝膠的含水量極高,允許分子質量20萬u以下的大分子物質自由通過,絕大多數的抗原和抗體分子質量都在20萬u以下,在瓊脂凝膠中的運動所受阻力甚小,可自由擴散,免疫雙擴散就是應用這一原理,在一塊瓊脂凝膠板上打幾個小孔,分別置入抗原及其相應抗體,抗原與抗體分別向凝膠中擴散,形成濃度梯度,在抗原抗體濃度最適比例處,形成肉眼可見的抗原抗體結合物的沉澱帶,帶的大小形狀數量和密度決定於所測試的抗原抗體的特性。本法適於檢測植物粗汁液、澄清液和高度純化的抗原。試驗時需設置健康植物汁液及標准抗原作為陰性和陽性對照。本法的特點是可同時檢測一種抗原對多種抗體,或一種抗體對多種抗原間的血清學關系,對病毒的鑒別極為方便。缺點是靈敏度較低,抗血清用量大,檢測時間長。具體檢測技術如下:
(1)稱取瓊脂加入適當的緩沖液中,用水浴或微波爐加熱至瓊脂溶解,按0.1%加疊氮化鈉。置培養皿或玻璃平板於水平檯面,當瓊脂冷卻至60℃時,倒適當量於板上厚2mm(50mm*9mm的板需9ml,100mm*13mm的板需26ml)。靜置至凝固。
(2)將模式圖置於板下,用打孔器打孔,挑除孔中瓊脂,孔的排列有多種形式,常用的排列,由一個中央孔和周圍六個孔組成,孔的直徑7mm,周圍孔與中央孔的距離為3~4mm。
(3)用緩沖液或生理食鹽水在小試管中稀釋抗原,在周圍孔中加最適稀釋度的抗原,在中央孔中加最適稀釋度的抗血清。外圍孔中加倍比稀釋系列的抗原,中央孔加倍比稀釋系列的抗血清,產生緻密狹窄的沉澱線的組合為最適濃度。
(4)將培養皿在保濕環境下進行孵育,次日在暗背景下觀察沉澱線出現情況。在印有排列模式團的紙上,圖記沉澱線的形式,沉澱線圖形可用照相或染色保留。
(5)結果的判斷:根據沉澱線的形狀分析抗原與抗體,及抗原互相間的關系。
對長形病毒進行瓊脂雙擴散檢測時,可在瓊凝膠介質中加入十二烷基磺酸鈉(SDS),此劑為一種陽離子表面活性劑,可將病毒裂解成具有抗原活性的可擴散的片斷利於檢測。
3.對流免疫電泳
在以瓊脂凝膠為介質的情況下,免疫球蛋白帶有微弱負電荷不能抵消電滲作用,故在電泳時向負極遷移,而一般抗原蛋白帶有較強的負電荷,抵消電滲後仍向正極遷移。依此設計的對流免疫電泳是將瓊脂電泳與免疫沉澱相結合的方法,將抗原病毒放在瓊脂凝膠靠近陰極一側,抗體放在靠近陽極一側,在直流電場中,抗原遷向正極,免疫球蛋白遷向負極,相遇後形成免疫沉澱線。具體技術如下:
(1)凝膠床的制備。取定量瓊脂粉用蒸餾水浸泡2~3d,每日換水1~2次,用硼酸緩沖液配成1%~1.2%的瓊脂液,加0.1%疊氮化鈉。將玻璃放在水平台上用吸管將緩沖液瓊脂注到板面,製成2mm厚的凝膠床並打孔。
(2)將制好的凝膠床放在電泳槽內,加緩沖液(用配製瓊脂凝膠的緩沖液稀釋1倍)離床面2~4cm,在瓊脂板陰極一端孔中加入抗原,在靠陽極一端孔中加入特異性抗血清,在瓊脂床的兩端用兩層紗布使瓊脂板與電泳槽中的緩沖液相連,進行電泳。
(3)進行電泳時,電壓、電流和時間,根據緩沖液離子強度、電泳床大小和抗原性質而有所不同。只要不使病毒抗原變性,盡量保持較高的電壓,如電流超過2mA,電泳應在低溫下進行。
(4)電泳完畢後,將電泳板放在黑色背景處觀察,也可將電泳完畢的瓊脂凝膠板先浸在生理食鹽水中30min,然後放在苦味酸溶液中20min,可將背景染成黃色,沉澱為白色,便於觀察。
免疫電泳與瓊脂雙擴散相比有三個優點,快速、靈敏並可用於在瓊脂中擴散慢的長形病毒。
4.乳膠凝集試驗及A蛋白乳膠凝集試驗
用特異性抗血清提純的免疫球蛋白,將其吸附在乳膠粒子上,制備抗體免疫球蛋白致敏乳膠。當與相應的抗原相遇時即可產生凝集反應。這是一種靈敏度高特異性強的血清學技術,但是每次都要特異性抗血清提取抗體γ球蛋白,制備手續繁雜不便應用,如直接用抗血清致敏乳膠則顯著影響效果。其後Querfurth(1979)發現A蛋白可吸附免疫球蛋白且不影響與相應抗原結合。這樣就可先使A蛋白與乳膠粒子結合,再與抗血清中的免疫球蛋白結合,形成A蛋白-乳膠-免疫球蛋白的復合體。這種乳膠凝集試驗可簡化致敏免疫球蛋白的過程,而獲得同樣效果。具體做法如下。
(1)免疫球蛋白致敏乳膠的制備。
將特異抗血清用33%飽和硫酸鹽析法提取球蛋白,懸浮於0.05mol/L、pH7.2的Tris-HCl(含0.02%PVP)緩沖液內,取10%空白乳膠稀釋15倍後與等量適宜濃度的球蛋白液混合,置室溫2h後移入冰箱內過夜。經低速離心(7000r/min,20min)取沉澱懸浮於緩沖液內,經反復離心洗滌2次後將最後沉澱物懸浮於緩沖液內即可得抗體球蛋白的致敏乳膠。
(2)A蛋白乳膠致敏抗體的制備。
將市售A蛋白溶於0.1mol/L、pH8.2的甘氨酸緩沖液內,製成A蛋白溶液,與等量稀釋15倍的空白乳膠液混合,置室溫3h,移入冰箱過夜。低速離心(7000r/min20min)後將沉澱懸浮於甘氨酸緩沖液,反復離心洗滌2次,沉澱懸浮於甘氨酸緩沖液制備A蛋白乳膠溶液,與等量適宜稀釋度的抗血清混合,置室溫下3h後移入冰箱過夜。再反復離心洗滌2次,最後將沉澱懸浮於與抗血清等等量的甘氨酸緩沖液內,即可得A蛋白乳膠致敏抗體。
(3)檢測法。
用0.05mol/L、pH7.2的Tris-HCl緩沖液(含0.02%PVP,0.02%NaN3)按等倍比稀釋抗原,製成20、40、80、160、320、640、1280的系列濃度,在一潔凈玻璃板上,用筆畫好方格,每格加2滴不同稀釋度的抗原,然後再加1滴乳膠致敏抗體(或A蛋白乳膠致敏抗體)用微量血液振盪器以120r/min振盪混合後,用肉眼或10~25倍解剖鏡觀察結果。同時設空白乳膠液和健汁液對照。
陽性反應表現有明顯的絮狀或顆粒狀凝集物,背景清明透亮,陰性反應則仍為均勻的牛乳狀液。也可用濁度計檢測其凝集度。
此法受健康植株蛋白的干擾較小,適於直接采自病株的澄清液,不但適合球狀病毒,對桿菌狀病毒,棒狀病毒,線狀病毒也適用,並有較高的靈敏度。但對效價低的抗血清或含有乳狀膠體的植物不適用。
5.酶聯免疫吸附試驗
酶聯免疫吸附試驗是一種固相吸附和免疫酶技術相結合的方法,將抗原或抗體包被在固相支持物上,使免疫反應在固體表面進行,並藉助標記在抗體上的酶與底物所產生的顏色,檢測相應的抗原。此法靈敏度高,特異性強,快速簡便極適宜植物檢疫應用。常用的檢測方法有以下幾種:
(1)直接法。
將待測樣品抗原(病毒)加入聚乙烯多孔板內,保溫後洗滌,使附著於壁上的抗原與加入的酶標抗體γ球蛋白反應,洗滌後保留與抗原結合的酶標γ球蛋白,加入酶的底物,用分光光度計進行檢測。
(2)間接法。
先用抗兔球蛋白山羊抗體與酶結合制備酶標記抗體,將待檢抗原包被於固相載體,經過孵育洗滌,加入特異性兔抗血清,孵育洗滌後加羊抗兔酶標記抗體,孵育洗滌後加入底物,觀察結果。
(3)雙抗體夾心法。
先將特異抗體免疫球蛋白包被於固相載體,保溫洗滌後,加待測抗原,使與吸附於載體上的抗體反應,保溫洗滌後再加入特異抗體的酶標記物,最後加底物觀察反應結果。
(4)A蛋白酶聯法。
將A蛋白用pH9.6的甘氨酸緩沖液稀釋後包被微板,加入特異性抗血清,使其與已固定在微板上的A蛋白結合,再加入待測抗原使其與特異性抗體反應,再加入特異性抗體,使其與抗原反應,再加酶標記A蛋白,最後加酶的底物測其光密度值。
(5)異種動物雙抗體夾心法。
先將第一抗體(兔血清抗體)包被微量反應板,加待測抗原後,加適宜濃度的第二抗體(鼠腹水抗體),再加入市售羊抗鼠酶標記物,最後加底物觀察反應,一般8h即可得出結果。此法保持了雙抗體夾心法快速准確靈敏度高的特點,對球狀病毒、桿狀病毒、線狀病毒、棒狀病毒均可應用。抗體不必純化可直接使用(但未純化的抗血清需先選擇其最適工作濃度),使用市售酶標記物,可省去制備酶標記抗體的復雜手續,還可克服間接法非特異性反應干擾大的弱點。
(6)生物素抗生物素酶聯法。
生物素具有很強的親和力,是抗原抗體反應的1萬倍,兩者一旦結合就難以離解,且不受酸鹼變性劑蛋白溶解酶及有機溶劑的影響,具有高度穩定性,生物素一經活化可與蛋白質呈偶聯結合,即一個大分子可結合多個生物素分子,生物素又可大量結合在酶標記物上,使酶標記物成為多價,而抗生物素本身又是一個多價分子,每一亞基均可結合一個生物素分子,因此,這種方法可產生多級放大,使靈敏度提高10倍以上,並降低非特異性反應,把酶聯免疫吸附技術又提高一步。具體方法如下:
先將第一特異抗體(兔抗體或鼠腹水抗體)包被在固相載體,加待檢抗原,加第二特異性抗體(鼠腹水抗體或兔抗體),再加入相應生物素化(羊抗鼠或羊抗兔)免疫球蛋白,再加抗生物素酶結合物,最後加入底物觀察O.D.值。
(7)膜上斑點酶聯法。
先用軟鉛筆在一張適宜大小的硝酸纖維素膜上劃好邊長1cm的方格網,把纖維素膜浸入TBS緩沖液漂洗30min,然後將膜放在兩張濾紙之間,在室溫下風干,用移液器將抗原抽提液滴在各方格中央,室溫下風干,用TBS-T緩沖液(含0.5%Tween的TBS液)洗膜5min,取出後放在濾紙上至膜表面水滴消失,然後浸入封閉液(含1%牛血清蛋白,和2%聚乙烯吡咯烷酮的TBS-T液),在37℃下保溫1h,取出晾乾後,浸在用封閉液稀釋的第一抗體溶液,在37℃下保溫1h,用TBS-T液洗膜10次,每5min換液一次。將膜浸入稀釋度1/200的酶聯球蛋白,室溫保溫1h,用上法洗膜後,用鹼性磷酸酯酶緩沖液沖洗兩次,每次10min,將膜浸入酶底物溶液內,室溫下避光5~15min,顯色完全後棄去底物液,用終止液(10mmol/LTris-HCl,pH7.5,5mmol/LEDTA)洗膜30min,置膜於濾紙內徹底風干後觀察結果。
此法可克服塑料板的不足,只用目測就可對結果定性,不需要復雜的儀器,所需抗原抗體量均很少,靈敏度比常規酶聯法高10倍以上,適合大量抗原的檢測。
6.免疫電鏡
電鏡檢測可快速確定病毒粒子的形狀,是鑒定病毒不可缺少的技術,但有的樣品濃度很低,用普通的電鏡技術不易觀察,如將病毒粒子包被後,抗體可把病毒粒子捕捉成聚集物便於觀察。同時還可從病毒粒子與抗體的結合情況,觀察兩者間的血清學關系。通常使用的有以下幾種方法:
(1)葉片浸沾血清技術。
把一滴稀釋的抗血清,滴在有膜的銅網上,將葉片的新鮮切口浸入血清滴中1~2s,置於室溫下5~10min,使血清與相應的病毒聚集並裝飾起來,再進行負染檢鏡。
(2)Derrick氏法。
把火棉膠膜銅網在24℃下,置於按1∶10比例稀釋於Tris緩沖液的抗血清內,然後將銅網用緩沖液沖洗後使用。把病毒的粗提液稀釋於含HCl的Tris緩沖液內,將已用血清包被的銅網浮於0.1ml的病毒稀釋液內1h(24℃),先用Tris-HCl液再用水沖洗,然後乾燥噴鍍。
(3)聚集法。
把抗血清用磷酸緩沖液稀釋到1/100的濃度,取10μl滴於載玻片,將切成2mm見方的病葉在血清滴中壓碎,在濕室中保濕15min,用鑷子持有膜銅網蘸取液滴,用20倍磷酸緩沖液沖洗後,再用蒸餾水洗,最後用5滴醋酸氧鈾染色觀察。
(4)修飾法。
取2mm見方的病葉在載玻片上的10μl蒸餾水中壓碎,持有膜銅網沾此液滴,將病毒粒子吸附於銅網上,然後將銅網用20滴的磷酸緩沖液沖洗,吸去水分後加1滴稀釋成1/100的抗血清,在濕室中保濕15min後,將銅網用20滴磷酸緩沖液和30滴蒸餾水沖洗,最後用醋酸氧鈾染色檢鏡。
(5)誘捕修飾法。
先將銅網用稀釋1/10或1/100的特異性抗血清包被,再把病毒樣品滴於銅網,保濕15min,用緩沖液及蒸餾水沖洗吸干,再加1滴稀釋成1/100的特異性抗血清,孵育15min後,用緩沖液和蒸餾水沖洗,吸干染色檢鏡。
(6)羊抗兔血清誘捕修飾法。
在誘捕修飾法未染色以前,再加1滴稀釋1/20的羊抗兔血清,孵育15min,洗滌後染色鏡檢。此法因病毒粒子外殼包被有兩層血清,明顯加粗,在2000倍的低倍電鏡下即可清晰地看到病毒粒子。
(7)A蛋白誘捕修飾法。
在福爾馬膜的銅網上滴1滴50mg/ml的A蛋白液,孵育後洗去多餘的A蛋白,再包被稀釋100倍的特異性抗血清,滴加抗原,再滴加特異性抗血清,最後染色鏡檢。此法比一般誘捕修飾法靈敏度高,能捕捉更多病毒粒子。
⑶ 植物病毒檢測方法
植物病毒病是農業生產上一種重要病害,嚴重影響農作物的產量和質量, 目前還沒有1種治療效果較理想的葯劑,對發病植株做到早期診斷及提前檢測就顯得尤為重要。植物病毒學歷經近百年的發展,植物病毒的檢測方法與手段也在不斷發展與改進。常用的方法有侵染力測定法、血清學方法、電子顯微鏡計數和分子生物學法等。
1.4.1侵染力測定法
侵染力測定法是將病毒樣本接種在植物上,根據侵染力的大小定量。它的靈敏度在所有定量法中是比較高的,而且是其他定量法的基礎。設計一種新的定量法,如果不經過侵染力的驗證,將無法判斷測定的是病毒或者是具有侵染力的病毒。侵染力測定法包括局部枯斑法、澱粉-碘斑法、系統感染率的測定法等。侵染力測定多用粗汁液來接種,為了避免抑制物質的作用和使半葉枯斑數目控制在一定范圍,須用緩沖液稀釋接種物。
局部枯斑法 1929年F.O.Holmes發現TMV在心葉煙(Nicotiana glutinosa)接種葉片上引起局部壞死斑點,在一定的病毒濃度范圍內,所產生的斑點數目與病毒濃度成正比例。這一發現成為病毒侵染性定量測定的基礎(田波,1987)。所有機械傳染的病毒都有可能應用局部斑點法,但實際上只有少數病毒具有可用於定量測定的局部斑寄主。一個待測樣品所形成的斑點數目除取決於接種物中病毒濃度外,還受試驗植物種類、環境條件和接種物中是否含有病毒抑制物質的影響。
澱粉-碘斑法 當所研究的病毒沒有過敏性枯斑寄主時,採用此法。Holmes(1931)發現TMV接種的煙葉上有時形成明顯的黃化斑塊,但不能用於計數。將這種接種葉用95%乙醇加熱到80℃固定,然後用I2和KI混合液(10克I2,30克KI,1500毫升H2O)染色時,則侵染點處出現澱粉-碘的藍色反應。當下午採摘葉片,褪色過夜,然後用碘液染色,則侵染點較周圍組織著色淺;當採摘葉片前,植株先在黑暗中放幾個小時,再用碘液染色,則侵染點組織著色深。這是由於病毒侵染既降低光合組織中碳水化合物的形成,也降低碳水化合物從光合組織中的運出。澱粉-碘染色的強弱受環境條件的影響較大,不如局部枯斑法可靠,但在標准化條件下仍可用於侵染性的定量測定。
侵染性滴度法 當上述方法都不適用時,可採用侵染性滴度法。即把欲測定樣品用緩沖液稀釋,可用十倍稀釋、成倍稀釋、半倍稀釋或更低稀釋。這種方法的缺點是需用大量實驗植物,但可得到較好的結果。此方法可用於介體傳染的病毒。
⑷ 花卉類病毒的診斷和鑒定方法有哪些
類病毒因為不具有外殼蛋白,所以不能用血清學、電鏡等方法來診斷和檢測。類病毒常用的檢測方法有生物學檢測、雙向電泳、RT-PCR和分子雜交等方法。
1 生物學檢測
利用類病毒的特異鑒別寄主來診斷和檢測。如菊花矮化類病毒(CSVd),可以從待檢樣品中抽提低分子RNA,接種到特定的指不植物,如菊花的Mistletm品種、爪哇三七(Gynura auanyiana)、番茄(Lycopersicon esculentum)。接種緩沖液的組成是100mmolTris,10mmolEDTA,pH7.5。接種時用沾有接種原的剎須刀在菊花和爪哇三七的莖部輕輕切割5~10刀,再用棉棒塗抹。番茄可以用4~5葉期的幼苗直接用塗抹法接種。被接種植物放在30℃左右的溫室培育,觀察症狀。接種36d後,菊花上出現黃色斑點,頂葉較少,從上數第3~5葉上症狀更明顯。接種45d後,爪哇三七出現頂葉捲曲症狀。但沒有柑橘裂皮病類病毒接種時症狀明顯。接種60d後,番茄上不表現任何症狀。但回接菊花的Mistletm品種,證明CSVd在番茄上屬於潛伏侵染。
生物檢測需要嚴格的溫度條件,如果溫度條件控制不嚴格便難以得到可信的結果。此外,檢測批量樣品,還需要較大的空間。
22 雙向電泳檢測
2.1 核酸的抽提
抽提緩沖液的組成為0.13mol Tris-HCl、0.017mol EDTA、1mol LiCl、0.83%DS,5%PVP,簡稱為TESLP。1g鮮菊花葉片加2~5倍體積的TESLP緩沖液磨碎,加入等體積的水飽和酚∶氯仿(1∶1)處理,離心分離後用乙醇沉澱回收全核酸。之後用methoxy ethaml除去多糖,用CTAB回收核酸,加等體積的4mol的LiCl,離心回收2mol LiCl的可溶組分,用乙醇沉澱濃縮後溶於適當體積的TE(10mmol Tris-HCl,1mmol EDTA,pH8.0)溶液中。
2.2 正反向電泳
按照Singh等的方法進行。首先在室溫下用1倍TBE電泳緩沖液分離核酸,直到染料XC-FF達近底部的7.5%為止。然後換成加熱到沸騰的0.125倍TBE電泳緩沖液,顛倒正負極並用表面加熱器保持電泳板的溫度在80℃以上,直到染料XC-FF到達膠的上端。電泳完後用銀染色觀察核酸的有無(圖1)。
圖1 正反向電泳法檢測菊花矮化類病毒RNA示意圖
與生物接種相比,正反向電泳凝膠電泳檢測菊花矮化類病毒,可以從相當於2.8mg鮮重的菊花樣品中檢測到菊花矮化類病毒CSVd,並同時可檢測10~20個樣品材料。總之,制備用於正反向電泳的粗核酸的方法簡便,需要的鮮葉量少,可以作為該類病毒的常規檢測方法。正反向電泳凝膠電泳與雙向凝膠電泳比較,省去了第一項電泳完後割膠回收的試驗步驟,操作更為簡便。
⑸ 如何進行植物病害診斷和鑒定:
進行植物種植,傳統的就是除草、澆水和防治病蟲害,那麼植物病蟲害應該如何去防治呢?首先要知道如何辨別別植物病蟲害,我們生產的植物病害檢測儀可以迅速的將植物病蟲害進行鑒別,不過這是建立在知道植物病蟲害的發病機理上的,下面我們一起看下植物病蟲害是如何被引發的。
一、非傳染性病害:植物在不適宜的土壤上,或是遇到不適合的氣候、水分、肥料過多過少等所引起的病害。如甜菜地里如果土壤中缺乏微量元素「硼」,就要引起甜菜根變黑腐爛,叫做缺硼病。這一類的病害不會傳染蔓延,所以叫做非傳染性病害。
二、傳染性病害:是由病菌侵害發生的,能夠傳染,所以叫做傳染性病害。這類病害種類最多。引起傳染性病害的病菌大多數為真菌,其次就是病毒和細菌,以及線蟲和寄生性種子植物等。
植物得病後,一般常見的症狀有:變色、斑點、矮化、叢生、黃化、壞死、腐爛、萎蔫、縮葉、縮果、扭曲、瘤腫、畸形等。葉面上有時布滿霉狀物(黃色、紅色、綠色等)、黑粉狀物、白粉狀物、銹狀物以及小黑點等顆粒狀物。
傳染性病害中,由於病原菌不同,植物生病後,外部的形態改變也不一樣,而且同一種寄生物在不同的植物上或者在同一植物的不同發育時期,以及受環境條件的影響,都可表現不同的症狀。相反,不同的寄生物也可能引起相同的症狀。因此,對植物病害除分析發病的原因外,還必須進一步鑒定病原生物,才能做出正確的診斷。對植物病害的診斷方法一般採用以下幾個步驟:
1.症狀診斷:
在診斷植物病害時,首先進行症狀觀察,根據症狀特點,區別病害還是傷害。傷害是沒有病變過程,病害是有病變過程的。如果是病害,還要區別是非傳染性的,還是傳染性的病害。在觀察症狀時,一般用擴大鏡或用肉眼觀察病株的外部表現,當外部症狀不明顯時,再進行病理解剖,檢查內部症狀。由於各種病害在田間的發生和發展其表現有一定的規律,因此在觀察植物病害的症狀時,應特別注意:
(1)病害的普遍性和嚴重性多;
(2)病害發展和在田間的分布;
(3)發生時期和植株生育期;
(4)受害寄主和部位位;
(5)栽培管理方法等。
病毒病害與非傳染性病害容易混淆,因為病毒病害在外表看不出病症,區別病毒病與非傳染性病害,除根據有無傳染現象外,還可根據病害的發生特點。非傳染性病害在田間大都是普遍、均勻、成片發生,發病地點與地形土質或環境條件有關。病毒病害在田間多是分散發生,在病株周圍可找到健株,其症狀除呈現花葉、黃化或矮縮畸形外,還常與傳毒昆蟲的活動有密切關系。
2.病原鑒定:
鑒定病原是對植物病害進行診斷最可靠的方法。對不同性質的炳原必須採取不同的鑒定方法。
(1)非傳染性病害的病原鑒定
在對養分、水分、溫濕度和厭圍環境條件進行分析的基礎上,可進行化學診斷,就是將有病的植物榨出液或病土進行分析,測定礦物營養(如氮、磷、鉀、硫、鐵以及其他微量元素的含量),是否符合健康植物的標准,並查明所缺元素。其次還可以進行人工誘發試驗,如水培法和砂培法,人為的提供可疑的類似條件,觀察是否發病。
(2)傳染性病害的病原鑒定
①病毒病害的病原鑒定
病毒病害的病原用普通顯微鏡觀察不到組織病變。目前在電子顯微鏡還不普及的情況下,多採用人工接種試驗來驗證。人工接種試驗是用病株汁液磨擦接種、嫁接、昆蟲傳染等方法。同時還可以根據病毒的生物學特性,如傳播方法、寄主范圍、寄主反應、體外保毒期、稀釋終點以及血清方法等來區別病毒的種類。有些植物病毒還可以採用指示物進行鑒定。
②細菌病害的病原鑒定
對細菌病害的病原鑒定,多採用「細菌溢」的方法。具體是切取小塊病組織製片,放載玻片於顯微鏡下檢查,如覺現有「細菌溢」從病組織(維管束)湧出,即可勿步確定為細菌病害。
如果鑒定細菌的種類,就可進行革蘭氏染色,通過陽性和陰性反立來區別。此外還可以進行分離培養,獲得較純的培養菌種,然後通過傷口或白然孔(水孔、皮孔、氣孔等)人工接種,來確定細菌的種類。
目前,對細菌病害病原的鑒定,較迅速准確的方法是採用血清反應。具體方法是取一定病原的細菌液少許放載玻片上,然後加入某種用生理鹽水稀釋過的「抗血清」,如果兩者產生「凝集」即證明是某細菌病害的病原。例如鑒定馬鈴薯環腐病的病原菌時,可將已培養好的環腐病細菌液注射到兔子體內,然後抽取兔子血液,使沉澱後取上部的血清(即抗血清),用生理鹽水稀釋後放載玻片上,與被懷疑為馬鈴薯環腐病的病原細菌掖混合,如產生「凝集」,即證明為環腐病病原。否則為非環腐病病原。
③真菌病害的病原鑒定
鑒定真菌病害,一般常用的方法是挑取病株組織上的菌絲或子實體製片,然後置顯微鏡下觀察病菌的形態、特徵、色澤、大小、結構等。其次是採用分離培養和接種試驗。分離培養是切取小塊病株組織經表面消毒和滅菌水洗後,移到一定的培養基平板上,在一定的恆溫下培養,幾天後觀察菌落、菌絲體、無性抱子、有性抱子等形態、色澤。接種試驗應根據真菌病害不同的侵染類型,將病菌抱子進行拌種、花器接種、土壤接種、塗抹接種或將抱子棍懸液進行噴霧接種。
④線蟲病害的病原鑒定
植物受線蟲為害後,多在受害部位產生蟲廖或膨脹的形態變化,剖切蟲瘦或膨脹部分用針挑取內部含有物製片,然後放顯微鏡下觀察有否線蟲及形態特徵。有些線蟲病並不引起植物形態變化,可採用漏斗分離法和葉片染色法進行檢查,作出診斷結果。