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近年来由病原体引起的大规模传染病屡次发生。人类必须对病原体从发生到传播进行严密的监控，在其爆发前及时发现并切断其传播途径才能够将危害控制到最低的范围。因此，准确、快速、灵敏的病原体检测方法在这类疾病预防和治疗中就显得格外重要。 目前，基于聚合酶链式反应(PCR)的核酸探针技术利用核苷酸碱基互补的原理，用特异的基因探针与被测定的靶序列互补以检测被测靶序列，在病原体检测中应用得最为广泛。其中TaqMan探针、分子信标等探针以其灵敏性高和特异性强的突出优点，成为核酸探针的主要代表。但这些探针必须要经过荧光基团的化学修饰，合成成本相对高昂，且检测仪器较为高端，因此普适性不强。G-四链体(G-quadruplex)是一段富含鸟嘌呤的单链脱氧核酶（DNAzyme，Catalytic DNA，Deoxyribozyme）。这种DNAzyme与血红素(hemin)结合后，具有类似于过氧化物酶的活性，能催化H2O2将无色底物氧化成有色物质，因此近年来G-四链体被广泛用来作为核酸检测的信号报告分子。 本论文旨在针对目前已有的病原体核酸检测技术的缺点和局限性，开发新的PCR比色探针检测体系。本论文拟建立多种以DNAzyme为信号报告分子、在使用成本和仪器需求上超越现有的荧光探针技术的、高特异的、高灵敏的PCR比色核酸探针检测体系，并将其应用到病原体的检测中。 本论文分四个章节: 第一章为文献综述。首先介绍了病原体检测的意义以及几种主要检测方法，重点介绍了PCR和核酸探针这两种方法的种类和特点。其次介绍了脱氧核酶的种类和结构，并对G-四链体目前在核酸检测中的应用情况进行了总结和归纳，最后进一步阐述了本论文拟开展的工作。 第二章主要介绍了一种利用核酸聚合酶5-3外切酶活性释放DNAzyme的PCR比色核酸探针检测方法。方法中所设计的探针包括DNAzyme封闭序列A、DNAzyme信号报告序列B及中间的目标检测序列C三部分。在正常情况下，DNAzyme序列B能与序列A互补形成茎环发夹结构，DNAzyme活性被封闭;当在进行PCR热循环时，探针发夹结构能够打开，序列C能与目标基因互补，当DNA聚合酶延伸引物过程中遭遇探针时，其5-3外切酶活性将探针从A部分开始降解，从而释放出DNAzyme信号报告序列。该方法中所用DNAzyme序列在室温条件下能够组装成G-四链体(G-quadruplex)，和血红素(Hemin)结合后具有类似于过氧化物酶的活性，能催化H2(O)2将无色ABTS氧化成绿色物质而报告出检测结果。本章详细阐述了该探针检测的原理，并通过试验证明了该检测方法的可行性及其在病原体嗜水气单胞菌检测中的应用。该检测方法具有成本廉价、仪器平台低、普适性强、比色检测简单方便、灵敏性高、特异性强等优势。 第三章主要介绍了一种基于一步逆转录PCR和链置换扩增反应的RNA检测方法。该方法中应用了一种既具有TaqDNA聚合酶活性，又具有逆转录RT-PCR酶活性的突变DNA聚合酶-TaqM1。首先将能够与待测目标序列部分互补的探针1加入到RT-PCR中，由于TaqM1具有5-3的外切酶活性，因此它能在探针1和目标序列杂交的位置将探针1的5端剪切产生一个小DNA片段T。PCR结束后加入探针2，缺口酶和嗜温性DNA聚合酶，由于探针2从3端到5端由T的互补序列、缺口酶识别位点和类似过氧化物酶DNAzyme的互补序列三部分组成，因此T能够与探针2结合成双链并作为引物将探针2延伸成双链。接着缺口酶识别双链中的酶切位点，剪出一个缺口，DNA聚合酶与缺口处的DNA结合又进行延伸，而将之前产生的G-四链体替换下来，缺口酶再识别双链结合位点，如此循环，累积得到大量G-四链体。通过G-四聚体/hemin/ABTS显色体系或者通过G-四聚体/hemin/盐酸酪胺荧光体系进行信号报告。这个方法成功的应用到了血液样品中的病原体人类免疫缺陷病毒(Human ImmunodeficiencyVirus，HIV) RNA检测中，并得到了6fM到60 pM的线性浓度范围。 第四章主要介绍了一种基于串联PCR和lambda外切酶的核酸检测方法。该方法在PCR过程中加入两条核酸探针（探针1、探针2）和三个引物（目的检测基因引物对和引物3）进行检测。这里用到的两个探针与第三章中的探针非常相似，唯一的不同点是探针2不包含缺口酶剪切识别位点。当PCR中目的检测基因引物对对目的检测基因进行扩增的同时，探针1的5端也能被Taq酶剪切;剪切下来的a片段与引物3能以探针2作为模板继续进行PCR扩增，从而达到一个PCR中扩增出两个产物的目的。由于引物3的5端用磷修饰，因此PCR结束后加入lambda外切酶，就能将引物3的延伸链降解，只剩下含有G-四链体的单链，通过hemin/ABTS/H2O2显色或者hemin/盐酸酪胺/H2O2显荧光进行信号报告。该方法可以检测病原体DNA或RNA，根据需要选择普通Taq DNA聚合酶或TaqM1DNA聚合酶即可。本章以病原体南方水稻黑条矮缩病毒(Southern riceblack-streaked dwarf virus，SRBSDV)RNA为目标检测RNA，通过试验证明了该方法能成功应用到SRBSDV RNA的检测中。