芸薹根肿菌活细胞PMAxx-qPCR快速定量检测方法的建立与应用

作者：李晓菁; 张思雨; 刘迪; 袁晓伟; 李兴盛; 石延霞; 谢学文; 李磊; 范腾飞; 李宝聚^*; 柴阿丽^*

来源：中国农业科学, 2022, 55(10): 1938-1948.

• 芸薹根肿菌
• 根肿病
• 改良叠氮溴化丙锭
• 实时荧光定量PCR
• 活性孢子

【目的】由芸薹根肿菌(Plasmodiophora brassicae)侵染引起的十字花科根肿病是一种世界性土传病害，病原菌长期存在于土壤中，对十字花科作物造成严重威胁。改良叠氮溴化丙锭(propidium monoazide xx,PMAxx)可选择性地穿透受损的死细胞膜，并抑制死细胞DNA的实时荧光定量PCR(qPCR)扩增。本文将PMAxx与qPCR技术相结合，建立一种快速检测芸薹根肿菌活菌的方法，为根肿病的早期诊断及制定科学的防控措施提供依据。【方法】配置浓度分别为0、5、10、20、40、60μmol·L-1的叠氮溴化丙锭PMA和改良叠氮溴化丙锭PMAxx，比较两种核酸染料对芸薹根肿菌死细胞DNA扩增的抑制效果，确定最佳核酸染料及工作浓度；设置光照时间分别为0、2、5、10、15和20 min，进行最佳光照时间的优化，建立芸薹根肿菌活细胞PMAxx-qPCR快速检测体系。设置芸薹根肿菌活孢子百分比为0、0.01%、0.1%、1%、10%、25%、50%、75%和100%的混合体系，验证PMAxx-qPCR体系的准确性，并应用于田间土壤样本中芸薹根肿菌活孢子的定量检测。【结果】PMAxx对芸薹根肿菌死细胞DNA的扩增抑制效果更好，当芸薹根肿菌浓度为1×108个孢子/mL,PMAxx预处理的最适终浓度为4μmol·L-1，最佳光照时间为10 min时，可有效地抑制死孢子DNA的扩增，仅以有活力孢子DNA为靶标选择性地扩增。利用PMAxx-qPCR技术检测已知不同活孢子比例的菌悬液样品，各样品实测孢子存活率和理论存活率之间呈正相关(R2=0.992)。对田间采集的25份土壤样本，采用PMAxx-qPCR方法检测到11份样本中携带芸薹根肿菌，活细胞DNA浓度为32.35—6.97×103 fg·g-1。【结论】建立了基于PMAxx-qPCR的芸薹根肿菌活细胞定量检测技术，该技术具有快速、准确、灵敏的特点，解决了qPCR不能仅对活体病原菌进行准确鉴别和定量分析的问题，为制定有效的根肿病防控策略提供了依据。

• 单位
  中国农业科学院蔬菜花卉研究所