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植物检疫研究室:包括植物检疫、植物保护、分子生物学与生物技术的研究与应用;引进植物种质资源及口岸检验检疫部门截获植物材料隔离种植和检验检疫;无病毒种苗检测体系的建立与应用。
主要任务:依托厦门"国家农作物国外引种隔离检疫基地",承担引进植物材料的隔离种植和检疫处理,针对危险性病毒病害,开展分子生物学研究,充实和完善血清学等快速检测技术,为口岸检疫与农业生产提供相应的技术服务。建立其他危险性病虫害的检疫和检验方法,并对引进植物材料进行观察登记、危险性及健康状况评价;接受口岸检验检疫部门下达的隔离检疫材料,进行隔离种植和检验检疫处理。对引进新品种材料开展组织培养和脱毒技术研究,建立新品种的无性繁殖系并进行快速繁殖,筛选优化各植物品种的最适培养条件,提高繁殖率和成苗率。同时开展基因工程研究。
国家农作物国外引种隔离检疫基地(厦门点)(以下简称基地)是1987年由国家计委立项的国家"七﹒五"重点工业性试验项目,于1990年建成验收,1991年通过国家计委后评估。基地的主要任务是对由境外引进的热带、亚热带植物(种苗)材料进行隔离试种,并对试种期间发生的病虫害,尤其是病毒性病害进行检疫检验。由于植物(种苗)病毒的检疫检验技术要求高、时间长,为尽快准确地鉴定出引种材料所携带的病毒种类,建立规范的植物(种苗)病毒检疫检验技术体系就显得非常重要。经10年的发展,基地现已初步建立了植物(种苗)病毒隔离检疫检验技术体系,对引种材料所携带的植物病毒可以进行比较系统的鉴定。该技术体系包括信息资料的收集、应用生物学、电镜、血清学及分子生物学等方法,对隔离检疫期间发生的病毒病进行的检疫检验。应用该体系成功鉴定了引起西番莲病毒病、菲律宾引种香蕉花叶病毒病、香蕉束顶病的病原病毒。基地植物病毒课题组首次在我国分离鉴定了黄瓜花叶病毒亚组II分离物;首次在我国提出鉴定黄瓜花叶病毒亚组的综合鉴定标准(利用心叶烟,珊西烟、西葫芦3种鉴别寄主和PAS-ELISA测定)。近年来,植物病毒课题组致力于兰花病毒及鳞茎类球根花卉病毒经济实用型检测试剂盒的开发,并完成了省基金"兰花病毒分子检测技术及其应用"。同时,针对在园林植物上危害严重的病虫害进行药剂筛选、混配实验,同时开展生物防治工作。
基地建成十年来先后承担了福建省自然科学基金资助课题"西番莲病毒病的毒源种类鉴定及其主要病原病毒快速检测技术研究"、"危害热带植物的黄瓜花叶病毒分离物特性比较研究"、"兰花病毒分子检测技术及其应用";与福建省热带作物研究所合作承担农业部重点科研课题"西番莲品种及生产技术改良的研究";承担福建省热带作物研究所委托课题"香蕉、西番莲主要病毒快速检测技术研究";与福建省农科院合作进行柑橘黄龙病和龙眼鬼帚病的快速检测技术研究。并在承担多顼厦门科技发展重大项目、体改项目,在生物技术和植物种苗病毒性检测技术,并取得了一批科研成果,获省科技进步二等奖一项,厦门市科技进步三等奖一项。研究课题的同时接受了福建省土畜产进出口公司委托的一批由荷兰引进的郁金香等五种球根花卉的隔离试种和检疫检验。在国际、国家和省级学术刊物及会议论文集上发表论文40多篇。
研究领域与进展
1.植物种苗(种苗)病毒隔离检疫检验技术的研究
指示植物或鉴别寄主测定是植物病毒病诊断鉴定的经典方法,某些植物病毒的诊断至今还依靠生物学鉴定。基地建成后从国内外收集了58种(或品种)鉴别寄主植物的种子并自我繁殖。经过对9科23种(或品种)植物的筛选,选出心叶烟、三西烟及西葫芦3种能较好区分黄瓜黄瓜花叶病毒(CMV)亚组Ⅰ和Ⅱ的鉴别寄主。
建立的A蛋白免疫电镜技术(SPA-ISEM),克服了免疫电镜技术对抗血清要求比较严格的问题,采用A蛋白包被铜网,抗血清与A蛋白结合,保持了铜网的清洁。采用SPA-ISEM对CMV、香蕉束顶病毒(BBTV)和龙眼鬼帚病毒(LWBV)的试验,我们进行检测,取得了较好的效果。
血清学方法自二十世纪20年代以来即被用于植物病毒的检测,现已发展成为植物病毒诊断的基础方法。基地建设时配置了冷冻高速离心、超速离心机、紫外可见分光光度计和酶联免疫检测仪等仪器设备。利用这些仪器,建立了有效的植物病毒提纯方法,成功地提纯CMV、BBTV、LWBV、CyMV和ORSV等病毒,并利用提纯病毒制备出具一定效价的特异抗血清。采用自制抗血清建立A蛋白夹心ELISA(PAS-ELLISA),能用于香蕉束顶病、香蕉花叶病、西番莲花叶病和兰花病毒病等的检测。此外,采用CMV不同亚组分离物制备的抗血清建立的PAS-ELISA还能用于区分CMV亚组。
近年来随着大量病毒核酸序列的测定,PCR成为病毒诊断的有效方法。植物病毒大多数为RNA病毒,获得较高纯度的病毒RNA是进行PCR扩增的基础。传统的病毒RNA提取方法一般都采用SDS、酚/氯仿抽提,操作烦锁且实验难度大。我们建立玻璃粉吸附法提取病毒RNA,进行RT-PCR扩增,能有效检测CMV分离物及兰花生产中最常发生的建兰花叶病毒(CyMV)、齿兰环斑病毒(ORSV)。
2.植物病毒快速检测试剂盒的开发研究
针对兰花生产中急需解决的种苗带毒问题,通过提纯病毒,以其为抗原免疫家兔制备抗体,建立斑点酶联(DIBA)检测体系,并以此为基础,开发DIBA检测试剂盒。同时,通过地高辛标记的核酸(DIG-cDNA)为探针,并采用黄原酸甲(PEX)快速提取核酸方法,建立斑点核酸杂交(NASH)检测体系,并以此为指导,研制NASH检测试剂盒。将开发的试剂盒与RT-PCR进行比较,测定试剂盒灵敏度。应用开发的试剂盒,建立无病毒无菌兰花繁殖系。并将该试剂盒提供给兰花种苗生产公司及口岸检验检疫部门使用。目前正在开展兰花病毒及鳞茎类球根花卉病毒经济实用型检测试剂盒的研究与开发。
3.药剂筛选与混配研究
针对在生产中危害严重的病虫害,进行药剂筛选、混配实验,同时开展生物防治工作(以虫治虫、以菌治虫、以菌治菌等)。目前正致力于防治天堂鸟炭疽病的药剂筛选、混配实验。
研究成果
福建省科技进步二等奖1项
厦门市科技进步三等奖1项
植物(种苗)病毒隔离检疫检验技术的应用
1.福建西番莲病毒的发生、病原鉴定及快速检测
对福建西番莲病毒病的发生危害进行调查,发现在西番莲栽培区病毒病普遍发生,发病率通常在30%-40%,严重的达90%以上
。田间症状主要表现为叶片环斑、皱缩、花叶、环斑花叶,死顶和果实木质化等。经电镜观察和PAS-ELISA,用西番莲木质化病毒(PFMV)、西番莲黄花叶病毒(PFYMV)、紫果西番莲花叶病毒(PGMV)、烟草花叶病毒(TMV)和黄瓜花叶病毒(CMV)的抗血清进行测定,结果表明福建西番莲病毒病的主要病原为CMV。并对其中一个引起死顶的分离物进行系统鉴定。与此同时,对西番莲上
CMV进行亚组鉴定,采用鉴别寄主和单、多克隆抗体双夹心ELISA(DAS-ELISA)进行测定,结果检测出CMV两个亚组(I和II),其中以CMV亚组I分离物占绝对优势。此外,还制备了PAS-ELISA快速检测方法。
2.菲律宾引种香蕉花叶病毒的鉴定及香蕉主要病毒快速检测
1991年秋至1992年春,我园种植的菲律宾引种香蕉严重发生花叶病,发病率为45.6%,田间植株严重矮化,叶片上有明显的花叶症状。我们利用已经建立的检疫检验体系对其病原病毒进行鉴定,根据病毒生物学特性、粒体形态和血清学性质明确引起菲律宾引种香蕉表现花叶症状病株分离的一个病毒分离物属于CMV亚组II。首次在我国分离到CMV亚组II分离物。
香蕉束顶病是香蕉生产上具有毁灭性的病害之一。同时香蕉束顶病毒(BBTV)是我国3类进境危险性病毒,近年来由于香蕉种植中普遍使用香蕉组培苗而使香蕉束顶病发生日渐严重。防治香蕉束顶病,首先要建立可靠的检测体系,在生产中提倡使用无毒苗。我们在前人研究的基础上该进了BBTV提纯方法,较好提取了该病毒;并制备出具有一定效价的特异抗血清;用自制抗血清建立的PAS-ELISA及与单克隆抗体结合使用的双抗夹心ELISA(DAS-ELISA),能检测各种香蕉束顶病样品。为香蕉无毒苗的生产提供了技术支撑。我们还制备了香蕉花叶病毒的抗血清,并建立了能检测两种病毒的PAS-ELISA检测方法。
3.荷兰引进郁金香等五种球根花卉的隔离试种和检疫检验
1993年12月我们接受了福建省土畜产进口公司委托,对由荷兰引进的郁金香、风信子、水仙、香红花及鸢尾5种球根花卉,进行隔离试种和检疫检验。该批材料经福建省植保检疫站审批,需检疫的病毒包括番茄环斑病毒,南芥菜花叶病毒、烟草环斑病毒、香蕉花叶心腐病毒4种。运用生物学、PAS-ELISA、ISEM和ELISA法进行检测,在隔离试种其间未检测出上述4种病毒。
4.兰花病毒病的病原鉴定和检验检疫
建兰花叶病毒(CyMV)、齿兰环斑病毒(ORSV)是兰花生产中最常发生的两种病毒。从进口的蝴蝶兰、石斛兰中表现退绿、花叶、环斑等病症的植株上分离纯化了两个毒源,根据病毒生物学特性、粒体形态和血清学性质,明确引起蝴蝶兰退绿、花叶的病毒为CyMV,引起石斛兰表现退绿、环斑等病症的病原为ORSV。通过提纯病毒,以其为抗原免疫家兔制备抗体,建立酶联免疫(ELISA)和斑点酶联(DIBA)检测技术,从进口的蝴蝶兰、石斛兰和文心兰中多次检测到这两种病毒。根据国外已经报道的CyMV和ORSV外壳蛋白核酸序列,分别设计了两对引物,建立了CyMV和ORSV
的RT-PCR检测技术。大力开发使用方便的DIBA 和NASH检测试剂盒,供兰花种苗公司及口岸检验检疫部门使用。
5.承接厦门动植物检验检疫局种传植物病毒的检验检疫
2002年3月基地承接了厦门动植物检验检疫局送检的物号为390000102010166的植物种子一批,共10个品种,分别为:南瓜(吉美)、甜瓜(秋华2号)、辣椒(群星)、花椰菜、黄瓜(秀燕)、西瓜(寿山)、黄瓜(娇燕)、甜椒(女五星)、番茄(丽君)、西瓜(农友大宝)。需检疫的种传病毒包括:南瓜(CMV、SqMV、SFrV),甜瓜(SqMV、CMV、TRV、MNSV)辣椒(AMV、PMMV、TMV),黄瓜(CMV、CLSV、CGMMV),西瓜(SqMV、CGMMV)、番茄(CMV、TBRV、TSWV、TomRV、ArMV、TMV)。我们对10个品种进行隔离试种,并采用生物学,电镜观察,同时利用Dot-ELISA对CMV、SqMV,TomRSV、ArMV、TRMV、TMV、TBRV、TSWV8种病毒进行血清学检测。
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