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柑橘黄龙病是柑橘生产上的一种毁灭性病害,俗称柑橘的“癌症”。它几乎为害柑橘的所有栽培品种,包括橙类、橘类、柚类等柑橘属的植物。“Candidatus Liberibacter asiaticus”是目前研究最多的黄龙病细菌。目前对于柑橘黄龙病的研究多集中在病害的定性检测方面,而黄龙病菌的定量检测研究比较少。本研究利用实时荧光PCR技术对柑橘黄龙病菌进行定量分析,为病原菌的分离培养、有效药物的筛选及抗性品种的培育提供了理论依据。病原培养的关键是要找到一种植株或植株体内含菌量稳定且较高的某一个部位,这对于黄龙病菌的培养起到至关重要的作用。抗性品种的培育关键是要在田间找到一种不能感病或感病后病原含量较低的品种。因此,建立定量的检测技术对不同的品种、不同品种的不同症状类型及不同品种的不同部位等进行定量分析,为纯培养或活体培养及抗性品种的培育探寻最合适的实验材料有重要意义。
本研究参考Li(2006)文献报道的基于柑橘黄龙病病原亚洲种Las的16S rDNA设计合成的探针/引物(HLB P/HLB asf、HLB asr),构建一套用于快速检测柑橘黄龙病菌的Taqman探针实时荧光PCR(简称RT—qPCR)技术平台。对不同品种间病原含量的高低、不同品种间不同症状类型病原含量的高低、柑橘木虱成虫和若虫的带菌情况进行定量检测分析;对砂糖橘、红柠檬植株体内病原菌的消长规律进行周年动态监测,实现了对黄龙病菌从定性到定量的转变。
主要研究结果如下:
1、构建了TaqMan实时荧光定量PCR检测黄龙病菌的平台,并与Nested-PCR、常规PCR对比检测了砂糖橘样品。结果表明,实时荧光PCR用于检测黄龙病具有结果快速、准确、可靠、灵敏和无污染等优点和实用性,更适合用于黄龙病早期诊断。
2、通过对芸香科植物的砂糖橘、蕉柑、甜橙、九里香4个品种黄龙病菌的含量进行了实时荧光PCR检测,结果表明,感染黄龙病的4个品种间的病原含量最高的是甜橙达7.5×102 fg/μL,最低的是九里香仅为1.7×102 fg/μL。
3、在砂糖橘、蕉柑、甜橙3个品种不同症状类型间,斑驳症状类型的检出率最达到了90%,且病原含量最高,病原拷贝数都达到了9.3×104,说明斑驳症状类型与柑橘黄龙病病原的相关性最高。
4、采用实时荧光PCR技术对砂糖橘和红柠檬植株进行周年动态研究。结果表明,砂糖橘植株病原含量在9月、10月和11月时达到最高,且新叶的病原含量高于老叶。红柠檬植株全年都能检测到病原,4月、8月和9月病原含量最高,这时的新叶病原含量也高于老叶。对于砂糖橘植株黄龙病病原的检测,取样时最好为9月、10月和11月的新叶,而红柠檬植株,取样时最好为8月和9月的新叶。
5、用构建的实时荧光PCR黄龙病检测体系,对柑橘木虱成虫和若虫进行定量检测,发现同一地区柑橘木虱成虫和若虫的带菌率分别为22.22%和30.77%,柑橘木虱成虫的含菌量高于柑橘木虱若虫,但柑橘木虱成虫的病原含量差异较大,病原拷贝数最低为3.8×103,最高为1.4×105,柑橘木虱若虫检测出阳性的样品病原含量差异不大,病原拷贝数都在4×103左右。