龙山卷丹百合黄瓜花叶病毒的检测
2015-05-30王成龙源朝政陈海霞蒋辉
王成龙 源朝政 陈海霞 蒋辉
摘 要:以龙山卷丹百合的病叶为试材,采用DAS-ELISAS检测法对样品进行百合黄瓜花叶病毒的检测,检出率为75%;提取总RNA为模板,通过RT-PCR扩增其外壳蛋白基因大小为514 bp,和预期条带大小一致。经Blast比对发现,该基因片段与Genbank上发表的CMV CP基因序列同源性达96.7%。
关键词:卷丹百合;RT-PCR;DAS-ELISA;百合黄瓜花叶病毒
中图分类号:S642.2 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2015.05.004
百合聚观赏、食用和药用于一体,有重要的经济价值。卷丹百合在湖南栽培历史悠久,是湖南龙山重要的农产品之一。
百合病毒病是继真菌性病害之后的又一重要病害,发病率高达40%以上,在一定程度上限制了我国百合的生产,并造成巨大经济损失[1-2]。据统计,已报道的百合病毒病有10多种,其中对百合生产危害较大的有3种:百合无症病毒(Lily symptomless virus,LSV)发生最为普遍,百合斑驳病毒(Lily mottle virus,LMoV)主要侵染叶片和花部,表现为斑驳,黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV) 一般为潜隐侵染,常与百合无症病毒复合侵染 [3-6]。黄瓜花叶病毒侵染后主要表现为叶片扭曲,叶面和叶脉有黄斑,花有褐色斑点,且植株矮化,如与百合无症病毒复合侵染,则产生褪绿坏死斑症状,目前在多地东方百合栽培品种中已检测出CMV,并得到病毒分离物[7-11],但关于湖南龙山卷丹百合感染CMV的报道尚少。为了建立适用于生产实际的百合CMV检测技术,本研究首先采集龙山卷丹百合基地的病样,再结合酶联免疫法和RT-PCR法的检测结果进行鉴定,旨在探索建立湖南龙山卷丹百合病毒检测的技术体系。
1 材料和方法
1.1 DAS ELISA检测法
1.1.1 材料及主要试剂 检测样品:卷丹百合病株样品采自湖南省湘西州龙山县百合产区,田间感病株呈现植株矮缩束顶、部分叶片皱缩、斑驳、条斑和叶脉黄化等生长受阻的症状。
阳性对照:即含CMV病毒的样品,购自上海卡奴生物科技有限公司。
阴性对照:不含CMV病毒的样品,购自上海卡奴生物科技有限公司。
将0.5 g新鲜百合病叶置于预先加入液氮研钵中充分研磨,再转移到装有200 μL裂解液的1.5 mL离心管中,匀浆;4 ℃,15 000 g,离心5 min,弃沉淀,20 ℃保存上清。病毒检测方法参照CMV DAS-ELISA试剂盒(购自上海卡奴生物科技有限公司)操作步骤进行。
1.1.2 判断标准 病毒感染结果的判断标准为:临界值(CO)=阴性对照均值+0.15;百合黄瓜花叶病毒(CMV)阴性=样品OD值< 临界值;百合黄瓜花叶病毒(CMV)阳性=样品OD值> 临界值。
1.2 RT PCR检测法
1.2.1 材料及主要试剂 从田间采集有症状的病叶进行DAS-ELISA方法检测,然后依据检测结果,将呈阳性的卷丹百合病叶用于百合黄瓜花叶病毒的RT-PCR检测。
主要试剂:植物类病毒RNA核酸提取试剂盒(武汉哇哇噻纳技术开发有限公司);cDNA第一链合成试剂盒(北京天根生物科技有限公司);DNA凝胶纯化回收试剂盒(Vigene Biotech公司);RT-PCR反应所采用的试剂High dNTPs-Taq DNA多聚酶、10×PCR Buffer均购于上海生工生物工程有限公司。
1.2.2 引物设计与合成 根据NCBI(美国国立生物技术信息中心)已登记的CMV病毒的CP基因序列,利用计算机软件设计特异性引物。上游引物:5'-CTGCGGATGCCACCTTCA-3',下游引物:3'-GTGGGAATGCGTTGGTGC-5',由上海生工生物工程有限公司合成引物,扩增产物预期大小为514 bp。
1.2.3 总RNA的提取和RT-PCR 研钵灭菌待用,称取0.5 g新鲜的百合病叶放入研钵,加入液氮迅速研成粉末,其他步骤按照RNA核酸提取试剂盒说明书进行。提取的RNA通过1%琼脂凝胶和溴化乙锭(EB)染色后,进行电泳检测质量[12],最后保存在-80 ℃冰箱待用。将提取的卷丹百合病叶的RNA合成cDNA。具体操作步骤按照天根公司cDNA第一链合成试剂盒说明书进行。
反转录反应体系为50 μL,其中包括模板cDNA 4 μL, Taq酶0.6 μL,上游和下游引物各1 μL,其他组分和操作步骤参照vitrogen反转录酶说明书。PCR扩增程序:94 ℃ 5 min,94 ℃ 45 s,59 ℃ 30 s,72 ℃ 30 s,35个循环,最后72 ℃延伸6 min,4 ℃保存。再取4 μL PCR产物进行电泳检测,用含EB的1%琼脂糖凝胶电泳25 min,使用Gene Snap凝胶成像仪拍照。再送样至南京金斯瑞生物科技有限公司对纯化的PCR产物进行测序,最后将测序结果进行同源性比对。
2 结果与分析
2.1 DAS ELISA检测结果
从图1的显色反应结果可知,在12个待检样品中显色为阳性的有9个,不显色呈阴性的有3个,酶标仪读取的数据结果表明(表1),其中显色的9个样品OD值大于临界值,不显色的3个样品OD值小于临界值,这与显色反应的结果完全一致,检出率达75%,从而初步推断黄瓜花叶病毒侵染了龙山卷丹百合。
2.2 RNA提取
由图2可见,提取的总RNA条带清晰,且均无明显的拖尾现象,通过核酸蛋白检测仪检测得知,OD260/OD280的比值在1.8~2.0之间,因此说明RNA完整性和纯度质量高。
2.3 RT-PCR测序结果及序列分析
以cDNA为模板,进行RT-PCR扩增。由图3可知,泳道4、5和6为病叶样品,呈阳性,确定携带黄瓜花叶病毒,该病叶样品RT-PCR扩增产物条带约为500 bp,与预期片段大小相符,并与阳性对照片段大小一致,这说明RT-PCR具有一定的特异性,能检测出卷丹百合病叶中的黄瓜花叶病毒。测序结果表明,黄瓜花叶病毒扩增产物共含有514个核苷酸,将获得的CMV扩增序列在NCBI数据库进行BLAST,结果表明与已登录的荷兰地区分离物AJ131618、AJ131619和AJ131615的同源性达96.7%,说明该序列确为CMV序列。从而进一步表明DAS-ELISA检测呈阳性的百合样品感染了百合黄瓜花叶病毒。
3 结论与讨论
目前,百合病毒病的研究逐渐系统化和清晰化,但主要集中在切花百合的研究上,CMV作为侵染百合的主要病毒之一,虽在世界上已有不少报道,但这是首次在龙山卷丹百合中报道。卷丹百合是龙山特色农业的重要组成部分,栽培历史长达50多年,近年来栽培面积却逐年缩减,究其原因主要是多年的无性繁殖,百合病毒病侵染严重,导致引种种球质量和产量的降低,打击了农户的积极性。黄瓜花叶病毒的侵染主要是引起百合花叶病,表现为花叶、叶扭曲、叶面凹凸不平的泡斑;重病植株矮化、鳞片短甚至不能开花[13]。通过产区的实地调查发现,植株矮化和叶片簇生现象非常明显,因此开展龙山卷丹百合病毒病调查意义重大。本研究将采回的病株分别采用DAS-ELISA和RT-PCR检测技术,对卷丹百合感染CMV的情况进行检测,确定湖南龙山产区的卷丹百合已被百合黄瓜花叶病毒感染。
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