近期,中国热带农业科学院椰子研究所植物保护中心在槟榔、椰子等棕榈作物植原体病害研究方面取得系列新进展,建立了针对相关植原体的快速高效检测技术体系,明确了海南黄化病槟榔园中植原体的种类及其遗传特征,为相关棕榈作物植原体病害的检测鉴定、监测预警等研究提供了技术支撑与参考依据。
植原体是一类寄生于植物韧皮部、尚难分离培养的原核致病菌。由于棕榈作物自身特征,导致其植原体检测较为困难。本团队通过设计、筛选扩增引物与荧光探针,建立了槟榔黄化植原体微滴式数字PCR检测体系,检测灵敏度为7.0×10-2 copies/μL(20 μL)。研究成果发表于农林科学期刊Annals of Applied Biology(2022,IF=2.766),研发的检测试剂盒及方法获国家发明专利授权1项(专利号:ZL202010829454.5)。椰子所于少帅博士为成果第一作者,覃伟权研究员为成果通讯作者,环植所张新春博士等参与了相关工作。
图1 槟榔黄化植原体微滴式数字PCR定性、定量检测
海南是我国椰子主产区,也是多种椰子致死性黄化植原体的适生区,极具入侵风险。本团队基于6类椰子致死性黄化植原体已发表基因序列,通过保守区域比对、靶标基因合成、构建重组质粒模板等方法,筛选、获得该类植原体通用型快速可视化检测引物组2套。30-40 min即可根据反应体系颜色变化判读检测结果。研究成果发表于农林科学Top期刊Plant Disease(2022a,IF=4.614),研发的检测试剂盒及方法已申请国家发明专利2项(专利号:ZL202111549206.6;申请号: 202210829667.7),其中1项已获授权。椰子所于少帅博士为成果第一作者,海口海关热带植物隔离检疫中心潘英文博士为成果通讯作者。
图2 椰子致死性黄化植原体通用型快速可视化检测
明确植原体的种类及其自然寄主特征,对于全面揭示其病害循环、预防相关病害的发生及大面积流行、制订精准有效的防控策略等具有重要意义。在海南发病槟榔园中共鉴定植原体12种,其中,5种植原体与槟榔黄化植原体16S rDNA序列相似性为100 %。按16Sr组分类,这些植原体可分为16SrI、16SrII和16SrXXXII组,其中,16SrXXXII-D亚组是本团队在海南鉴定的一个新的植原体分类亚组,该亚组已被美国农业部植原体分类系统iPhyClassifier收录采用。按植原体候选属分类,可分为‘Candidatus Phytoplasma asteris’、‘Ca. P. aurantifolia’、‘Ca. P. malaysianum’等,其中,‘Ca. P. malaysianum’植原体在马来西亚可侵染椰子、油棕等棕榈作物引起致死性病害。植原体不仅可单独侵染植物,也可与病原菌‘Ca. Liberibacter asiaticus’复合侵染植物。研究成果分别发表于生物学期刊Biology(2022,IF=5.168)和农林科学Top期刊Plant Disease(2022b;2022c)。椰子所于少帅博士为相关成果第一作者与通讯作者。
图3 海南植原体系统发育分析
相关研究得到了中国热带农业科学院基本科研业务费专项(1630152021005、1630152022004)、海南省自然科学基金高层次人才项目(320RC743)、海南省重大科技计划项目(zdkj201902)和海南省院士创新平台专项(YSPTZX202138)等项目的支持。
相关文章链接:https://doi.org/10.1111/aab.12770
https://doi.org/10.1094/PDIS-05-22-0996-SC
https://doi.org/10.3390/biology11060869
https://doi.org/10.1094/PDIS-07-21-1375-PDN
https://doi.org/10.1094/PDIS-03-22-0692-PDN
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