CN105368954B - 一种快速检测番茄灰霉菌的荧光定量pcr检测方法及试剂盒 - Google Patents
一种快速检测番茄灰霉菌的荧光定量pcr检测方法及试剂盒 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种快速检测番茄灰霉菌的荧光定量PCR检测方法及试剂盒,以番茄灰霉菌DNA为模板进行PCR反应,以番茄灰霉菌CND11基因所设计的特异性引物CND11F/CND11R进行扩增,可以特异性扩增得到149bp的产物。该特异性引物的序列分别为:特异性引物CND11F:5’‑AACCCGACTTTGGACCTG‑3’,特异性引物CND11R:5’‑TTGCTTCCGATTGATTGC‑3’。本发明方法检测灵敏度高,可检测番茄灰霉菌DNA浓度低至0.3ng/mL,对番茄灰霉菌的精确检测可达到47个孢子。
Description
技术领域
本发明为一种用于荧光定量PCR法检测番茄灰霉菌的试剂盒,专用于检测番茄灰霉菌,属于农作物病害诊断与防治技术领域。
背景技术
番茄灰霉菌(Botrytis cinerea),属于半知菌亚门的灰葡萄孢菌。灰霉病在我国北方菜区是一种危害性很大的病害。塑料大棚、温室、小拱棚等保护设施栽培的番茄、辣椒、黄瓜、菜豆等蔬菜常发生灰霉病的流行,严重时减产达20-30%以上。我国南方菜区,过去较少发生此病,但近年来由于保护设施栽培的发展,灰霉病也开始发生并有逐年加重的趋势。
番茄灰霉病主要危害果实,也可以侵害叶片和茎等部位。果实受害一般先从残留的花瓣、花托等处开始,出现湿润状,灰褐色不定形的病斑,逐渐发展成湿腐,从萼片部向四周发展,可使1/3以上的果实腐烂,病部长出一层鼠灰色茸毛状的霉层,此为病菌的分生孢子梗和分生孢子。一般幼果发病较多,但即将转熟的大果也可受害,且常见整穗果实都发病受害。叶片染病多从叶尖或叶缘开始,发生不定形的湿润状、灰褐色病斑,可造成叶片湿腐凋萎。茎部染病发生长椭圆形或不定形的长条状、灰褐色病斑,潮湿时亦长出灰色霉层,严重的可引致病斑以上的茎、叶枯死。
传统病原菌鉴定方法通常采用选择性培养基进行病原菌的分离培养,菌落形态观察,显微镜下观察病菌的菌丝体,孢子等特征,结合田间发病植株症状的观察进行分类。传统鉴定方法在很多方面存在一定误差和困难,具有很大局限性且费时费力。仅菌丝体和孢子等的形态特征也即表型分析来鉴别,有时是不准确的。同一病原菌的菌落往往在形态上、分布、生理性状等方面存在一定差异,难以进行准确鉴定。随着分子生物学技术的日益成熟和广泛应用,人们有可能避开传统的分离培养过程,通过DNA水平上的研究,对土壤中病原菌进行鉴定。分子生物学方法的简便、快速、高效、可靠等特点,是传统的分离培养方法所达不到的。
定量PCR是在PCR定性技术基础上发展起来的核酸定量技术。实时荧光定量PCR技术(rea1-time fluorescent quantitative PCR,FQ-PCR)是一种在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号的积累实时监测整个PCR进程,通过扩增产物熔解曲线分析可以特异的检测和鉴定某种病原真菌,通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。该技术不仅实现了对DNA模板的定量,而且具有灵敏度高、特异性和可靠性更强、能实现多重反应、自动化程度高、无污染性、具实时性和准确性等特点,目前已广泛应用于分子生物学研究和医学研究等领域,但在农业植物病原真菌的定性定量检测研究中应用较少,尤其是在番茄灰霉菌的定性定量研究中。
发明内容
本发明的目的在于克服番茄灰霉菌传统检测鉴定方法的不足,提供一种用于荧光定量PCR法快速检测番茄灰霉菌的方法及其试剂盒。该方法采用根据番茄灰霉菌CND11基因所设计的特异性引物,优化荧光定量PCR反应体系,实现对发病植物组织中及果实中的番茄灰霉菌的快速检测定量,提高了检测的准确性,节约了检测时间,可以试剂盒的形式在植物病害诊断与防治领域大规模推广。
一种PCR快速检测番茄灰霉菌的方法,以番茄灰霉菌DNA为模板进行PCR反应,其特征在于,所述PCR反应体系中加入有一对特异性引物CND11F/CND11R,该特异性引物的序列分别为:
特异性引物CND11F:5’-AACCCGACTTTGGACCTG-3’,
特异性引物CND11R:5’-TTGCTTCCGATTGATTGC-3’。
所述PCR反应体系终体积为20μL,其中l0×PCR buffer 2μL,0.5μL浓度为15mM的MgCl2,1.6μL浓度为2.5mM的dNTPs,5μM的引物各0.5μL,5U/μL Taq酶0.2μL,DNA模板1μL,灭菌双蒸水13.7μL,PCR反应扩增程序为:94℃预变性3min;94℃变性1min,56℃退火1min,72℃延伸1min,共30个循环;最后72℃延伸10min。
所述PCR快速检测为实时荧光定量PCR检测。
所述PCR反应体系中加入有SYBR Green Supermix。
所述PCR反应体系总体积为20μL,SYBR Green Supermix 10μL,1μL浓度为10μM的特异性引物CND11F,1μL浓度为10μM的特异性引物CND11R,DNA模板1μL,余量为无菌双蒸水7μL,荧光定量PCR反应程序:
第1步:95.0℃3分钟,
第2步:95.0℃10秒钟,
第3步:59.0℃30秒钟,
第4步:进行第2步程序,重复39次循环,
第5步:熔解曲线65.0℃至95.0℃,每5秒钟增加0.5℃,
第6步:结束。
所述番茄灰霉菌DNA来自植物组织或果实。
一种检测番茄灰霉菌的试剂盒,包括一PCR反应体系,所述PCR反应体系中含有特异性引物CND11F/CND11R,该特异性引物的序列分别为:
特异性引物CND11F:5’-AACCCGACTTTGGACCTG-3’,
特异性引物CND11R:5’-TTGCTTCCGATTGATTGC-3’。
所述PCR反应体系还包括荧光基团SYBR Green Supermix。
所述PCR反应体系为:SYBR Green Supermix 10μL,1μL浓度为10μM的特异性引物CND11F,1μL浓度为10μM的特异性引物CND11R,无菌双蒸水7μL;反应时需加入的待测番茄灰霉菌DNA模板为1μL。
本发明根据番茄灰霉菌CND11基因所设计的特异性引物CND11F/CND11R,可以特异性扩增得到扩增出149bp的产物。同时本发明优化荧光定量PCR反应体系,实现对发病植物组织中及果实中的番茄灰霉菌的快速检测定量,提高了检测的准确性,节约了检测时间,可以试剂盒的形式在植物病害诊断与防治领域大规模推广。
本发明的荧光定量PCR法检测番茄灰霉菌的试剂盒,可对植物组织及果实中的番茄灰霉菌进行快速检测定量。与现有技术相比,本发明的有益效果是:
检测准确性高,特异性好,可从植物组织和果实中准确地检测到番茄灰霉菌。
检测灵敏度高,可检测番茄灰霉菌DNA浓度低至0.3ng/mL,对番茄灰霉菌的精确检测可达到47个孢子。
操作简便快捷,基于对核苷酸的检测,不受培养条件限制。定量检测,能真实反映番茄灰霉菌定殖和侵染的情况;可同时进行高通量的样本检测。本发明提供的试剂盒可对番茄灰霉菌进行快速定量检测,可以替代一直沿用的分离培养的传统鉴定方法,并适于在植物病害诊断及防治领域广泛推广应用。
因此本发明提供一种荧光定量PCR法检测番茄灰霉菌的试剂盒,实用性强,可满足植物病害诊断及监测的需要。
附图说明
图1为特异性检测引物对CND11F/CND11R对番茄灰霉菌及其近缘种、属真菌的PCR扩增结果,
其中1-9号为引物对CND11F/CND11R扩增14种病原菌结果:M:100bp Marker 1.无DNA对照2.番茄灰霉菌(Botrytis cinerea)3.禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)4.大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)5.辣椒疫霉(Phytophthora capsici)6.棉疫霉(Phytophthora boehmeriae)7.瓜果腐霉(Pythium aphanidermatum)8.立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)9.茄链格孢(Alternaria solani)10.黑白轮枝菌(Verticilliumalbo-atrum)11.尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)12.腐皮镰刀菌(Fusarium solani)13.炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)14.群结腐霉(Pythium myriotylum);
图2为番茄灰霉菌特异引物CND11F/CND11R的灵敏度检测结果,
其中2-6号为番茄灰霉菌DNA模板浓度从高至低系列稀释(30ng/mL-0.003ng/mL)M:100bp Marker 1.无DNA模板对照;
图3为标准样品和未知样品的番茄灰霉菌荧光定量PCR扩增曲线图,
其中y轴:荧光吸收率;×轴:循环数;
图4为标准样品和未知样品的番茄灰霉菌荧光定量PCR熔解曲线图,
图示熔解温度为86℃;
图5为标准样品和未知样品的番茄灰霉菌荧光定量PCR标准曲线图,
未知样品:1.上部病叶(有明显症状,3.14×107个孢子),2.中部病叶(有明显症状,2.76×106个孢子),3.下部病叶(有症状,9.56×104个孢子),4.红色病果(轻微症状,6.83×102个孢子),5.青色病果(轻微症状,47个孢子)。
具体实施方式
下面所用各种试剂为市售产品,所用生物材料均为公开材料,本实验室均有保存,可以对外公开发放。
实施例1番茄灰霉菌的特异性引物检测
1)各菌株DNA制备:
采用平板培养菌株,置于适合温度的培养箱内,生长一周左右,用灭菌的解剖针刮取菌丝体,收集于EP管内,-20℃保存备用。采用液氮研磨菌丝体,Takara DNA提取试剂盒提取各菌株DNA。
2)用于检测番茄灰霉菌的特异性引物:
特异性引物(CND11F):5’-AACCCGACTTTGGACCTG-3’
特异性引物(CND11R):5’-TTGCTTCCGATTGATTGC-3’
由上海生工公司合成。
3)用于检测番茄灰霉菌的PCR反应体系:
PCR反应体系,其中l0×PCR buffer 2μL,15mM MgCl20.5μL,2.5mM dNTPs 1.6μL,5μM引物各0.5μL,Taq酶(5U/μL)0.2μL,DNA模板1μL,灭菌双蒸水13.7μL,终体积为20μL。
4)用于检测番茄灰霉菌的PCR扩增程序:
94℃预变性3min;94℃变性1min,56℃退火1min,72℃延伸1min,共30个循环;
最后72℃延伸10min。
5)PCR产物的鉴定:
取10μL PCR产物用1%(重量/体积)琼脂糖凝胶电泳分离,经SYBR-SAFE染料染色后于Bio-rad凝胶成像系统下根据扩增产物的大小判定结果。
实施结果
特异性检测引物对CND11F/CND11R对番茄灰霉菌及其近缘种、属真菌的PCR扩增结果(见附图1)显示该对引物具有很好的特异性。在56℃退火条件下,只对番茄灰霉菌有149bp扩增产物,对其他对照菌株均无扩增产物。
实施例2番茄灰霉菌特异性引物的灵敏度检测
1)番茄灰霉菌DNA模板浓度从高至低系列稀释:
将番茄灰霉菌DNA模板浓度从高至低10×系列稀释,由高浓度30ng/mL系列稀释至0.003ng/mL。
2)用于检测番茄灰霉菌的特异性引物:
特异性引物(CND11F):5’-AACCCGACTTTGGACCTG-3’
特异性引物(CND11R):5’-TTGCTTCCGATTGATTGC-3’
由上海生工公司合成。
3)用于检测番茄灰霉菌的PCR反应体系:
PCR反应体系,其中l0×PCR buffer 2μL,15mM MgCl20.5μL,2.5mM dNTPs 1.6μL,5μM引物各0.5μL,Taq酶(5U/μL)0.2μL,DNA模板1μL,,灭菌双蒸水13.7μL,终体积为20μL。
4)用于检测番茄灰霉菌的PCR扩增程序:
94℃预变性3min;94℃变性1min,56℃退火1min,72℃延伸1min,共30个循环;最后72℃延伸10min。
5)PCR产物的鉴定:
取10μL PCR产物用1%(重量/体积)琼脂糖凝胶电泳分离,经SYBR-SAFE染料染色后于Bio-rad凝胶成像系统下根据扩增产物的大小判定结果。
实施结果
番茄灰霉菌特异引物的灵敏度检测结果(见附图2)显示该对引物具有很高的灵敏性,可检测番茄灰霉菌DNA浓度低至0.3ng/mL。
实施例3荧光定量PCR法检测发病番茄植株叶片及果实中番茄灰霉菌的数量
1)样品DNA制备:
温室内接种发病的番茄植株不同部位病叶、病果分别收集于EP管内,-20℃保存备用。采用液氮研磨各样品,Takara DNA提取试剂盒提取样品DNA。
2)用于检测番茄灰霉菌的特异性引物:
特异性引物(CND11F):5’-AACCCGACTTTGGACCTG-3’
特异性引物(CND11R):5’-TTGCTTCCGATTGATTGC-3’
由上海生工公司合成。
3)用于检测番茄灰霉菌的荧光定量PCR反应体系:
反应总体积为20μL,SYBR Green Supermix 10μL,特异性引物CND11F(10μM)1μL,特异性引物CND11R(10μM)1μL,DNA模板1μL,余量为无菌双蒸水7μL。
标准阳性模板,其浓度按定量标准曲线制备的要求系列稀释。
4)用于检测番茄灰霉菌的荧光定量PCR反应程序:
第1步:95.0℃3分钟,
第2步:95.0℃10秒钟,
第3步:59.0℃30秒钟,
第4步:进行第2步程序,重复39次循环,
第5步:熔解曲线65.0℃至95.0℃,每5秒钟增加0.5℃,
第6步:结束。
实施结果
应用荧光定量PCR法及该发明试剂盒对发病番茄植株叶片及果实中的番茄灰霉菌的检测结果(见附图3,4,5),未知样品:1.上部病叶(有明显症状,3.14×107个孢子),2.中部病叶(有明显症状,2.76×106个孢子),3.下部病叶(有症状,9.56×104个孢子),4.红色病果(轻微症状,6.83×102个孢子),5.青色病果(轻微症状,47个孢子)。该结果显示该发明试剂盒及检测方法可灵敏精确地检测植株不同部位病叶及不同果实中的番茄灰霉菌的数量,检测结果可达到47个孢子。
Claims (9)
1.一种PCR快速检测番茄灰霉菌的方法,以番茄灰霉菌DNA为模板进行PCR反应,其特征在于,所述PCR反应体系中加入有一对特异性引物CND11F/CND11R,该特异性引物的序列分别为:
特异性引物CND11F:5’-AACCCGACTTTGGACCTG-3’,
特异性引物CND11R:5’-TTGCTTCCGATTGATTGC-3’。
2.根据权利要求1所述的方法,所述PCR反应体系终体积为20μL,其中l0×PCR buffer2μL,0.5μL浓度为15mM的MgCl2,1.6μL浓度为2.5mM的dNTPs,5μM引物各0.5μL,5U/μL的Taq酶0.2μL,DNA模板1μL,灭菌双蒸水13.7μL,PCR反应扩增程序为:94℃预变性3min;94℃变性1min,56℃退火1min,72℃延伸1min,共30个循环;最后72℃延伸10min。
3.根据权利要求1所述的方法,所述PCR快速检测为实时荧光定量PCR检测。
4.根据权利要求3所述的方法,所述PCR反应体系中加入有SYBR Green Supermix。
5.根据权利要求4所述的方法,所述PCR反应体系总体积为20μL,SYBR GreenSupermix10μL,1μL浓度为10μM的特异性引物CND11F,1μL浓度为10μM的特异性引物CND11R,DNA模板1μL,余量为无菌双蒸水7μL,荧光定量PCR反应程序:
第1步:95.0℃3分钟,
第2步:95.0℃10秒钟,
第3步:59.0℃30秒钟,
第4步:进行第2步程序,重复39次循环,
第5步:熔解曲线65.0℃至95.0℃,每5秒钟增加0.5℃,
第6步:结束。
6.根据权利要求1所述的方法,所述番茄灰霉菌DNA来自植物叶片组织或果实。
7.一种检测番茄灰霉菌的试剂盒,包括一PCR反应体系,所述PCR反应体系中含有特异性引物CND11F/CND11R,该特异性引物的序列分别为:
特异性引物CND11F:5’-AACCCGACTTTGGACCTG-3’,
特异性引物CND11R:5’-TTGCTTCCGATTGATTGC-3’。
8.根据权利要求7所述的试剂盒,所述PCR反应体系还包括荧光基团SYBR GreenSupermix。
9.根据权利要求8所述的试剂盒,所述PCR反应体系为:SYBR Green Supermix 10μL,1μL浓度为10μM的特异性引物CND11F,1μL浓度为10μM的特异性引物CND11R,无菌双蒸水7μL;反应时需加入的待测番茄灰霉菌DNA模板为1μL。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |