植物病毒檢測技術研究進展分析

薛 超

(墨爾本大學，澳大利亞 墨爾本)

引言

現代植物病毒學已經歷經了近百年的發展，對植物病毒的檢測手段與方法也正朝著快速、靈敏與準確的方向不斷創新和改進。隨著我國加入WTO，逐步參與到頻繁的國際種苗調運、水果蔬菜買賣等農業交流活動中，植物進出口的種類更多，批次更多，貨值也更大，帶動了我國農業經濟的發展，極大地豐富了我國植物市場，同時也加大了危險性植物病毒傳入我國的風險，相關部門的病毒檢驗檢疫工作也變得越來越重要。如何采取有效措施對植物病毒進行高效精準地檢測，值得廣大植物生物從業者進行深入思考和研究。

1 植物病毒檢測技術

植物病毒檢測技術從宏觀層面進行分析就是對常見植物的植株本體或者莖、根等部分進行病毒檢測檢疫的技術。從微觀層面看,病毒由于其遺傳物質的不同主要分為以下2種，DNA病毒和RNA病毒。研究表明,當前的植物病毒以RNA病毒為主。根據檢驗目的的不同,選擇不同的專業檢測技術，對植物所感染的病毒性狀、種類以及濃度進行專業分析。傳統的植物病毒檢測技術主要采取以指示植物為代表的生物學方法。隨著社會的發展，顯微鏡的發明使得微觀世界具有了可視化特性，這為植物病毒檢測提供了極大便利。伴隨科技的進步以及人們對微觀世界的探索進一步深入,基于抗原抗體的免疫學檢測技術和基于植物遺傳物質的分子生物學檢測技術也相繼問世。相關檢測技術的不斷創新發展,使得植物病毒的檢測效率不斷提升。

2 植物病毒檢測的意義

在植物進出口檢疫領域大有作為，隨著國家貿易的日益繁榮,我國以農產品為主的植物進出口數量也不斷增多，只有精準快速有效的植物病毒檢測技術才能為國門的防守筑起牢固的技術壁壘。在植物培育、繁殖方面大有意義。

3 傳統植物病毒防治技術簡述

植物病毒傳統防治技術以媒介昆蟲防治、脫毒技術、篩選和培育抗性品種以及弱毒株接種技術為主。媒介昆蟲防治技術,昆蟲是植物病毒傳播和擴散的主要介質,采取昆蟲防治措施切斷病毒傳播的紐帶,即能實現植物病毒病的有效防控。脫毒技術，病毒在植物體內的分布并非絕對均勻，在植物頂端中的病毒濃度和含量往往較少，因而可以選擇性地對莖尖組織進行培育，從而實現種苗的脫毒。對病毒感染后產生抗性的品種進行篩選,針對性地進行培育,在理論上是可行的，但是植物病毒不是一成不變的，其往往隨著環境和植株自身的變化而產生變異，這給抗性品種的篩選和推廣增加了難度。弱毒株接種技術,對相應植株進行專業的弱毒株接種,能夠極大提升該種植株對此病毒的抗性。但是該技術應用時各方面的成本較高,不利于該技術的大面積使用。

4 植物病毒檢測技術分析

隨著微觀世界探索在科學技術的助力下不斷深入,各種植物病毒檢測技術在高效性、便捷性以及精確性上的探索日益深入,檢測形式也日趨多元化,本文主要針對以下植物病毒檢測技術進行分析。

4.1 形態學技術

4.1.1 生物學技術

生物學技術主要是依賴于某一特殊植物對某種病毒的敏感性而成立的。當一種植物對某種或某些特殊病毒極其敏感,并且在感染后能夠快速做出相應反應,表現出一定的直觀性狀時，這種植物就可以成為是該類病毒的指示植物。該技術能夠幫助研究者較快地從指示植物直觀性狀上的表現對感染病毒進行初步辨析。

4.1.2 電子顯微鏡技術

當從植物的直觀性狀表現上無法辨析感染病毒的類別時,就需要借助于顯微鏡進行更細微層次檢測。對待測組織進行制樣,借助負染色技術以及切片技術的應用進行有效觀察。從過往的實踐表明,電子顯微鏡技術在植物組織觀察領域具有極強的優勢,即使在被感染的植物中病毒含量極低,其在顯微鏡下也無所遁形,通過顯微鏡技術與其它檢測技術的協同作用能夠極大提升病毒檢測人員的檢測效率。

4.2 免疫學技術

4.2.1 酶聯免疫吸附技術

酶聯免疫吸附技術在植物病毒檢測中的使用較為廣泛,具有直觀、耗時較短的特性。在固相支持物上對抗原和抗體進行包被,從而達到在固體表體進行免疫反應的目的；通過觀察抗體及抗原上相應底物與酶發生反應所表現出來的顏色來對病毒進行有效地檢測。

4.2.2 免疫熒光技術

基于熒光材料的可視性,通過顯微鏡對植物組織結構進行觀察和檢測的技術就是免疫熒光技術。將待檢測的植物組織制成樣本，用顏色特異的熒光染料對特定抗體進行著色，這樣就可以根據熒光染料放映出來的顏色對病毒進行有效地分析研判。免疫熒光技術的應用能夠極大提升檢察的便捷性和直觀性。但在該技術的應用過程中要對光漂白現象引起高度重視，對光照強度、曝光周期以及熒光劑濃度進行有效控制，從而實現檢測敏感度和準確性的有效提升。

4.2.3 熒光原位雜交技術

熒光原位雜交技術不是單一技術的直接使用，而是多種技術的有效結合，其中具有代表性的就是雜交技術、熒光技術以及顯微鏡技術。相比免疫熒光技術，其引入了雜交技術，能夠對RNA序列進行針對性地識別并與其結合，所以該技術具有極強的特異性。

4.2.4 電印跡免疫技術

電印跡免疫技術對病毒的敏感性極強，因此往往用于較低濃度的病毒檢測中。對待檢測的病毒蛋白進行有限提取，通過電泳技術將病毒的外殼蛋白進行分離并將該蛋白通過相關技術傳遞到醋酸纖維素膜之中，借助與抗原抗體的反應來對病毒進行有效分析和研判。雖然電印跡免疫技術具有某些優異特性,但局限于其操作的復雜性,故不用于數量巨大的樣品檢測中。

4.3 分子生物學技術

4.3.1 聚合酶鏈式反應技術

對某一微量特定的DNA進行放大擴增從而實現檢測目的的技術就是PCR技術。在緩沖液中加入各種引物和待檢測樣本以及相應的聚合酶混合物，對該混合物進行高溫作用使得DNA發生變性后進行退火處理，采取電泳和核酸雜交技術對病毒進行檢測。當前的PCR技術已經在多種生物領域得到廣泛應用。在植物病毒檢測領域,更是因其快捷性、準確性以及靈敏性占據一壁江山。但其應用也不是無條件的，在DNA未知的情況下，該技術則不能快速而準確地進行DNA復制，這就產生了一定的局限性。

4.3.2 實時熒光定量PCR技術

在PCR系統中引入熒光基因技術，二者及時結合就是實時熒光定量PCR技術。熒光信號的有效引入能夠將原來簡單的PCR技術性狀分析轉變為有效定量研判。此外，熒光信號的有效觀察能夠實現PCR過程的全面掌控目的。相比于常規PCR技術，實時熒光定量PCR技術的操作更加便捷，因而其操作過程產生的污染也較少。但是該技術對設備要求較高,當前相關的技術設備價格較高。

4.3.3 多重PCR技術與巢式PCR技術

多重PCR技術相比于常規PCR技術能夠實現多個基因序列的同時檢測目的。巢式PCR技術主要應用于低病毒濃度檢測情況中，該技術能夠通過樣本制備過程的簡化有效降低技術操作過程的污染，提升檢測的敏感性和精確度。

4.4 生物傳感器技術

生物傳感器的使用能夠將物質濃度轉變為電子信息，通過對電信號進行傳遞，利用信號分析裝置對所傳遞的信息進行分析處理，從而實現病毒檢測目的。當前的生物傳感器種類眾多，主要以納米生物傳感器、DNA分子信標傳感器以及酶催化傳感器為主要代表，這些生物傳感器在植物病毒檢測中的使用較為廣泛。

5 植物病毒檢測技術的反作用

植物病毒檢測技術的提升不僅對被感染植物的檢疫檢測有積極作用，還對植物病蟲害的防治有重要意義，本文主要對植物病毒防治中的抗病毒藥劑研制和基因工程技術應用進行簡析。

5.1 抗病毒藥劑的研制

病毒對植物進行感染后進入植物中，迅速擠占原有宿主細胞內的有限資源來繁殖新一代病毒，繁殖的新型病毒會繼續感染更多的植物細胞，最終造成植物的病態甚至死亡。長久的植物病蟲害防治實踐證明，傳統的藥劑對被感染的植物宿主內病毒繁殖的抑制作用十分有限，這就迫切需要研制出新型的抗病毒藥劑。隨著病毒檢測技術的不斷提升，其對抗病毒藥劑的研究也大有裨益，各種天然的環境友好型抗病毒藥劑相繼發現，科研人員根據天然藥劑的作用機理進行各種實驗操作,最終人工合成了抗病毒藥劑，這為抗病毒藥劑的大量使用提供了堅實基礎。

5.2 基因工程技術

病毒感染植物后會產生大量的病毒RNA，因此要想進行植物的病毒防治，就要對這些關鍵的病毒RNA下手，切斷病毒繁殖和傳播的主要渠道。通過基因工程技術的精準性和高效性能夠達到事半功倍的植物病毒控制效果。隨著該技術的日益成熟，基因工程技術已經被社會大眾所接受，當前轉基因農產品的銷量也逐步增多，我國在轉基因作物的培育和銷售上也有所建樹。

6 展望

隨著全球環境的不斷變化，狡猾的病毒也不斷出現變異，與此同時，貿易壁壘的不斷打破促進全球化的進程不斷加快，使得植物病毒變異能力和傳播效率大幅提升。從植物病毒檢測技術的發展歷程來看，從傳統的指示植物檢測的表觀性不斷向以基因技術為代表的深層次細微性狀進行深入研究。雖然當前的植物檢疫技術已經取得一定成就，但是植物病毒防治戰役是一場極其難打的持久戰,不僅要向更高層次的技術進行探索研究，還要注重各種技術之間的相互作用，爭取實現1+1>2的目的。

7 結語

綜上所述，植物病毒檢測是植物病蟲害防治的基礎，高效、便捷、精準的檢測技術不僅能幫助我國提升植物進出口安全性，而且還能對病蟲害的防治有所助益，在降低農業病蟲害損失方面發揮著巨大作用。雖然現階段已經對植物病蟲害感染機制有所把控,并研發出部分病毒抑制藥劑，但要戒驕戒躁，為達到植物病蟲害的長效防控,持續不斷地對植物病毒檢測技術和防治措施進行更新，為我國植物的健康穩定生長保駕護航。