2月10日，北京市農(nóng)林科學院蔬菜中心張春秋副研究員與美國密歇根州立大學Rebecca Grumet教授（美國農(nóng)業(yè)部瓜類首席科學家）聯(lián)合在Frontiers in plant science在線發(fā)表題為“Quantitative High-Throughput, Real-Time Bioassay for Plant Pathogen Growth in vivo”的研究論文。研究建立了高通量的實時定量檢測病原菌的方法，該方法具有快速、準確、靈敏度高等常規(guī)方法無法比擬的優(yōu)點，在病原菌侵染后可以迅速檢測到病原菌，并且實時定量監(jiān)測植物活體組織上病原菌的生長變化。
快速準確的病原菌檢測方法是病害監(jiān)測、防治，抗病資源篩選與品種鑒定，抗病基因定位以抗病機理解析的先決條件。因此，急需開發(fā)一種高靈敏度、高準確性且能夠快速實時檢測病原菌的技術(shù)。項目團隊以寄主范圍廣、危害嚴重的疫霉病病原菌為研究對象，利用帶有表達紅色熒光蛋白（RFP）的分離株，通過對樣品前處理方法、病原菌接種的濃度和檢測條件的優(yōu)化，建立了Spark plate reader結(jié)合微量滴定板實時定量檢測活組織中病原體生長的方法。利用建立的方法對具有不同抗性的黃瓜和辣椒兩種作物的不同組織部位（果實和葉片）進行比較發(fā)現(xiàn)，該方法能高效應(yīng)用于黃瓜果實和辣椒葉片中疫病病原菌的實時定量檢測，具有重復(fù)性和靈敏度高的優(yōu)點，可以同時實現(xiàn)多個樣品的高通量檢測，并且可以在病原菌侵染初期（癥狀出現(xiàn)之前）進行監(jiān)測，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的表型鑒定法、酶聯(lián)免疫吸附（ELISA）和聚合酶鏈式反應(yīng)（PCR）等方法，對于植物病害防控與抗病育種具有重要意義。
文中的部分內(nèi)容已在2018年國際植物病理學議上以poster的形式進行了展示，該方法目前已被多個實驗室采納，證實可以成功應(yīng)用于瓜類作物黃瓜、甜瓜、西葫蘆和茄果類蔬菜作物番茄、馬鈴薯等疫病病原菌侵染過程的實時定量檢測。應(yīng)用該方法監(jiān)測黃瓜在疫病菌侵染過程中的病原菌生長量，結(jié)合在病原菌侵染關(guān)鍵時間點的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析，成功找到了參與黃瓜與疫病病原菌互作過程中關(guān)鍵的基因及調(diào)節(jié)因子（BMC Genomics，2020，https://doi.org/10.1186/s12864-020-07040-9）。論文建立的方法不僅為疫病抗病基因定位和抗病機理研究提供了很好的技術(shù)平臺，同時也為其它病害的實時定量檢測提供了新的思路和策略。
論文完成第一單位為我院蔬菜中心，蔬菜中心張春秋副研究員和Donald Danforth植物科學研究中心Ben N. Mansfeld博士后為論文的并列第一作者，密歇根州立大學Rebecca Grumet教授為文章的通訊作者，密歇根州立大學博士生Ying-Chen Lin參與部分研究工作。研究得到了國家留學基金委、院“海培計劃”、蔬菜中心“海融計劃”、院青年基金項目、北京市自然基金面上項目和美國農(nóng)業(yè)部瓜類產(chǎn)業(yè)體系等項目的資助。
原文鏈接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2021.637190/full。
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