日本研发低成本植物菌原体感染检测器
2016-06-27 17:06:50   来源:每日新闻
内容摘要
植物菌原体能够感染1000种以上植物,它会从植物运输养分的韧皮部夺取营养,不仅会导致植物枯萎,分泌植物菌原体的蛋白质还会造成植物畸形。日本东京大学的科学家成功研发出低成本植物菌原体感染检测器,新技术对提高防治细菌性病害的能力以及解决粮食短缺问题都有着重要意义。

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日本东京大学的研究小组近日宣布,他们成功研发出能够轻松检测出植物是否感染了植物菌原体(Phytoplasma)的仪器。植物菌原体是会导致农作物枯萎的细菌,在全球范围内造成极大不良影响。本次研发的新技术对提高防治细菌性病害的能力以及解决粮食短缺问题都有着重要意义。

东南亚地区的水稻、木薯、红薯、甘蔗;赤道附近加纳、巴布亚新几内亚的椰子树;欧洲地区的葡萄、苹果、番茄等,近年来植物菌原体的受害者层出不穷。植物菌原体导致的桑树畸形还曾经对日本的养蚕业造成致命性冲击。

植物菌原体的大小约为0.0001毫米。叶蝉科(Cicadellidae)昆虫在用刺吸式口器吸食植物叶片中养分时会将细菌摄入体内,刺吸其它植物时细菌会随之传播。植物菌原体能够感染1000种以上植物,它会从植物运输养分的韧皮部夺取营养,不仅会导致植物枯萎,分泌植物菌原体的蛋白质还会造成植物畸形。

由于当下并没有有效的治疗方法,所以尽早发现受感染植物并及时进行割除是惟一的对策。想要确认植物是否感染不仅需要依靠昂贵的仪器,过程也非常麻烦,因此发展中国家农作物发生病害是往往不会进行检测。东京大学难波成任教授所带领的研究小组开发的这款检测器,不仅能够在植物出现明显异常前查出它是否感染细菌,最重要的是仪器的价格十分便宜。

研究小组以过往分析过的DNA为基础,将1000种以上的植物菌原体大致分为40类。通过使用计算机确定出植物菌原体生存所必须且绝不会发生变异的部分,以此为记号进行细菌检测。

在实际操作中,需要抽取叶片中的DNA并浸泡在溶液里,在100度的高温下进行10分钟煮沸。之后利用LAMP技术,添加检查液使DNA增殖。在64度下进行30分钟的保温后,DNA会增长至原来的10亿~100亿倍。检查液中富含的钙黄绿素(Calcein)会对DNA增殖时生成的离子产生反应。利用紫外线灯进行照射时会发出黄绿色的光芒,让人可以一眼确认植物菌原体的存在。所有的植物菌原体,其DNA中不变的部分都是相同的,因此即使是未知的植物菌原体也同样可以检测出来。

据不完全统计,世界每年因农作物病害造成的经济损失达13兆人民币,其中因为植物菌原体造成的损失达数兆之多。难波教授表示,因为植物菌原体能够感染所有植物,因此它的防治对于解决粮食问题以及环境保护问题都有重要意义。

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