中國檢驗檢疫科學(xué)研究院有害生物檢測與監(jiān)測技術(shù)研究首席專家張永江團(tuán)隊針對番茄褐色皺紋果病毒、辣椒輕斑駁病毒、番茄花葉病毒和番茄斑駁花葉病毒等茄科作物易感的四種重要病毒，通過現(xiàn)場核酸快速抽提、屬間比較基因組學(xué)分析、簡并擴(kuò)增設(shè)計、多組分特異識別集成，成功研發(fā)一步法高精準(zhǔn)檢測技術(shù)，解決了CRISPR檢測通量低的難題，填補(bǔ)多種病毒同步檢測的國際空白，現(xiàn)場檢測靈敏度是常規(guī)實驗室檢測方法的100倍，同時也大幅縮短檢測時間。可為番茄、辣椒、馬鈴薯等茄科農(nóng)產(chǎn)品的田間疫情監(jiān)測、市場交易監(jiān)管及口岸植物檢疫提供快速、高精準(zhǔn)的檢測技術(shù)支持，對于維護(hù)茄科農(nóng)產(chǎn)品安全、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

 

　　植物病毒病害是制約農(nóng)作物安全生產(chǎn)的重要因素，由于病毒個體極其微小，肉眼看不見、摸不著，在發(fā)生初期很容易被忽視，而一旦發(fā)生又沒有藥劑可以治療，是農(nóng)作物上最難防控的一類病害?？焖佟?zhǔn)確、靈敏、實用的檢測技術(shù)是防止病毒入侵、生產(chǎn)無毒種子種苗、病害監(jiān)測預(yù)警和綠色防控的前提和關(guān)鍵。

 

　　茄科作物是許多病毒的易感寄主，番茄、煙草、辣椒等茄科作物經(jīng)濟(jì)價值極高，其栽培面積、產(chǎn)量占我國蔬菜總量的四分之一左右；馬鈴薯則已成為世界第四大糧食作物，是眾多地區(qū)的支柱性產(chǎn)業(yè)。番茄褐色皺紋果病毒、辣椒輕斑駁病毒、番茄花葉病毒和番茄斑駁花葉病毒等植物病毒主要侵染茄科作物，會造成植株花序減少，果實病變甚至壞死，減產(chǎn)甚至絕收。這些病毒在進(jìn)化過程中，變得越來越“狡猾”，初期經(jīng)常不出現(xiàn)癥狀，后期發(fā)病導(dǎo)致茄科作物產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量重大損失，隱癥產(chǎn)品流通到市場領(lǐng)域也為市場生物安全帶來隱患和監(jiān)管難題。研發(fā)相應(yīng)植物病毒現(xiàn)場檢測技術(shù)有助于更有效的控制植物病毒病害，對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和安全起著至關(guān)重要的作用。

 

　　針對我國急需建立快速實用的茄科作物田間病毒檢測技術(shù)用于作物病毒病害防控的重大需求，該團(tuán)隊在國家重點(diǎn)研發(fā)計劃課題（2021YFD1400103）的支持下，研發(fā)了一體化反應(yīng)技術(shù)（一體化RT-RAA/CRISPR-Cas12a-LFA）。這種技術(shù)將一步逆轉(zhuǎn)錄-重組酶輔助擴(kuò)增（一步RT-RAA）和基于CRISPR-Cas12a的側(cè)流分析在一個混合物中相結(jié)合，可快速篩選并準(zhǔn)確檢測出茄科作物易感的四種病毒。

 

　　該技術(shù)攻克了茄科作物易感病毒癥狀相似、種類多、基因差異小的檢測難題，填補(bǔ)了多種病毒現(xiàn)場同步檢測的國際空白，田間樣品檢測靈敏度可達(dá)1皮克/微升，比常規(guī)實驗室檢測方法（qPCR）靈敏100倍（常規(guī)方法是100皮克/微升），單個樣本中四種病毒的檢測時間從大約5小時顯著縮短至僅需約1小時，檢測成本降低了40%。研究成果以“One-Step Reverse-Transcription Recombinase-Aided Amplification CRISPR/Cas12a-based Lateral Flow Assay for Fast Field Screening and Accurate Differentiation of Four Major Tobamoviruses Infecting Tomato and Pepper”為題發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《農(nóng)業(yè)與食品化學(xué)雜志（Journal Of Agricultural And Food Chemistry）》上，論文第一作者為趙振興博士，通訊作者為張永江研究員。