崔 健,崔雅琦,劉智慧,俎愛忠,韓勝利
(1.烏蘭察布市種業工作站,內蒙古烏蘭察布 012000;2.北京林業大學園林學院,北京 100083;3.烏蘭察布市檢驗檢測中心,內蒙古烏蘭察布 012000;4.豐鎮市農牧和科技局,內蒙古豐鎮 012100)
內蒙古自治區烏蘭察布市氣候冷涼,晝夜溫差大,無霜期95~145 d,十分適宜馬鈴薯種薯生產。全市約有13 家種薯企業,建有馬鈴薯脫毒組培室25 000 m2,合格種薯田約3.33 萬hm2[1,2]。馬鈴薯在生產上通常采用塊莖進行無性繁殖,長期的無性繁殖會導致病毒累積和延續,降低種性,嚴重影響馬鈴薯的產量和品質[3]。
已報道感染馬鈴薯的病毒達到35 種以上,其中危害嚴重的有6 種,包括馬鈴薯重花葉病毒(PVY)、馬鈴薯卷葉病毒(PLRV)、馬鈴薯M 病毒(PVM)、馬鈴薯S 病毒(PVS)、馬鈴薯A 病毒(簡稱PVA)、馬鈴薯輕花葉病毒(簡稱PVX)[4]。大面積的種薯生產需要進行大批量檢驗檢測,實現高效快速的病毒檢測是亟待解決的問題。
應用于馬鈴薯病毒檢測的常規方法有DASELISA 法、RT-PCR 法。由于RT-PCR 法對實驗室環境要求高且試驗費用較高,對基層企業造成經濟負擔,所以沒有在烏蘭察布市馬鈴薯種薯企業中大規模應用;DAS-ELISA 法靈敏度高、特異性好,具有很強的應用性。根據國家標準GB 18133—2012《食品安全國家標準馬鈴薯種薯》要求檢測馬鈴薯種薯病毒,雖有文獻報道應用DAS-ELISA 法[4],但是該方法的檢測時間仍然較長。因此,建立一種可靠的、高效的快速檢測6 種主要馬鈴薯病毒的方法對馬鈴薯生產發展具有重要的意義。
1.1.1 主要試劑 馬鈴薯PVA、PVM、PVX、PLRV、PVY、PVS 病毒檢測試劑盒采用Agdia 480 孔,購自北京中檢葆泰生物技術有限公司。6 種病毒酶標抗體使用液:5×ECI 緩沖液稀釋至1 倍。底物(PNP)緩沖液:5×底物緩沖濃縮液稀釋至1 倍。
1.1.2 主要儀器和樣品 酶標儀(Infinite F50);組織研磨儀(MiniBeadbeater-96);多種規格移液器(Eppendorf Research plus);取樣器(孔徑為0.8 cm 的打孔器);95%氧化鋯研磨珠(規格:1、2 mm);2 mL離心管;離心機;恒溫搖床。
樣品:取烏蘭察布市部分種薯企業庫中的種薯,溫室大棚種植,待苗高15 cm 時取植株葉片。
1.2.1 取樣 將馬鈴薯葉片樣品編號,將開蓋且對應編號的離心管置于單孔打孔器下部,植株葉片置于打孔器正中間,按下打孔器,形成2 個0.8 mm 圓形葉片,重量約0.2 g,放置在研磨袋中,置于4 ℃冰箱中冷藏備用。每次取樣對打孔器接觸葉片區域用75%乙醇進行消毒處理。
1.2.2 制樣 向含有樣品的離心管中加入9粒1 mm和3 粒2 mm 的氧化鋯研磨珠,實踐證明,不同規格的研磨珠有利于提高研磨速度和效果。離心管置于48 孔夾具,水平振蕩20 s。輕拍離心管蓋,使研磨珠和已粉碎的組織到離心管底部,加入1 mL 提取液,混勻(常規法為研磨袋中加入1 mL 提取液,研磨棒研磨,汁液倒入已編號的離心管內[4])。4 000 r/min離心3 min 備用,取已包被好6 種病毒的酶聯板,向對應板每孔加入100 μL 樣品上清液。設置陰性、陽性、空白對照孔。將酶聯板用6 號自封袋封好,置于37 ℃恒溫搖床振搖孵育30 min[5](常規法在4 ℃冰箱過夜或37 ℃靜止孵育4 h[6])。
1.2.3 制備酶標抗體、孵育 倒空酶聯板,加入200 μL 的洗液(1×PBST 緩沖液),浸泡1~3 min,快速倒出,在吸水紙上拍干孔中殘留洗液,重復6 次。加入100 μL 6 種病毒酶標抗體使用液。
1.2.4 加PNP 底物溶液、孵育 將酶聯板用6 號自封袋封好,37 ℃恒溫搖床振搖孵育30 min(常規法為25 ℃靜止孵育2 h[3])。孵育結束前10 min 準備底物(PNP)緩沖液,5 mL 底物(PNP)緩沖液溶解1 片PNP底物片,倒空酶聯板,重復步驟。向各反應孔中加入100 μL PNP 底物溶液(該步驟應快速完成,以保證顯色時間一致),酶聯板在20~25 ℃避光孵育60 min。底物緩沖液內含疊氮化鈉(NaN3),做好防護。
取372 份馬鈴薯種薯葉片樣品,分別采用常規方法、優化方法檢測6 種主要馬鈴薯病毒PVA、PVM、PVX、PLRV、PVY、PVS。直接用肉眼觀察顯色情況,并用酶標儀在405 nm 波長處測定吸光度(OD)數值。其中,93 份馬鈴薯種薯葉片樣品的PVY 檢測結果(OD405nm)見表1、表2。

表1 采用常規方法測定93 份馬鈴薯種薯葉片樣品的PVY(OD405 nm)

表2 采用優化方法測定93 份馬鈴薯種薯葉片樣品的PVY(OD405 nm)
采用常規方法測定馬鈴薯葉片的病毒,得到樣品中PVA、PVM、PVX、PLRV、PVS 的OD405nm均在各自陰性對照OD405nm以下,說明該供試樣品沒有感染以上5 種病毒,該批樣品脫毒效果好。由表1 可知,供試馬鈴薯葉片樣品的PVY 陰性對照OD405nm為0.168 5,而2 倍于OD405nm為0.337 0,樣品OD405nm≥2倍陰性對照值,則判斷為感染馬鈴薯病毒病[5]。凡是高于其2 倍值的均為陽性樣品,試驗樣品中C12的OD405nm為2.743 8,E11 的OD405nm為3.012 0,接近陰性對照的2 倍值。通過肉眼觀察,C12 和E11 檢測液顯色為黃色。結果表明,樣品C12 和E11 感染了馬鈴薯病毒PVY。
采用優化方法測定馬鈴薯葉片的病毒,得到樣品中PVA、PVW、PVX、PLRV、PVS 的OD405nm均在各自陰性對照OD405nm以下,說明該供試樣品沒有感染以上5 種病毒,該批樣品脫毒效果好,與常規法檢測結果一致。
由表2 可知,供試馬鈴薯葉片樣品的PVY 陰性對 照OD405nm為0.160 7,2 倍 于OD405nm為0.321 4。樣品OD405nm≥2 倍陰性對照值,則判斷為感染馬鈴薯病毒病[5]。93 份馬鈴薯葉片樣品中,只有C12 的OD405nm為2.670 2,E11 的OD405nm為2.985 0,二者接近陰性對照的2 倍值。通過肉眼觀察,C12 和E11 顯色為黃色。結果表明,C12 和E11 樣品感染了馬鈴薯病毒PVY。與常規檢測法比較,優化方法可以檢出C12 和E11 均感染馬鈴薯病毒PVY,且測定OD405nm值基本一致,即陽性率一致,結果可靠,說明該方法可行。
取288 份馬鈴薯種薯葉片樣品,分別采用常規方法、優化方法檢測馬鈴薯病毒PVY,比較測樣時間、用工,結果見表3。由表3 可知,采用常規法檢測馬鈴薯病毒PVY 總用時22 h,需要8 人共同完成,而采用優化法檢測總用時10 h,需要5 人共同完成。結果表明,利用優化方法進行大批量馬鈴薯種薯病毒檢測,可以縮短工作時間,提高工作效率,減少人工勞力成本。

表3 不同方法測定288 份馬鈴薯種薯葉片樣品PVY 用工用時的比較
馬鈴薯病毒病的防治主要是利用脫毒種薯,在脫毒種薯生產過程中,對病毒進行快速、準確的檢測是保證種薯質量的關鍵[7]。馬鈴薯病毒病是國家標準GB18133—2012(馬鈴薯種薯)中規定的重要質量指標,其中,馬鈴薯重花葉病毒(PVY)和馬鈴薯卷葉病毒是(PLRV)是影響種薯質量的關鍵因素[8,9]。在馬鈴薯種薯質量檢驗檢測中,由于酶聯免疫(DASELISA)方法具有靈敏度高、穩定性強、操作便捷的優點,檢測結果受到種薯生產企業、檢測機構、薯業界的廣泛認可[10]。本研究建立了一種快速檢測馬鈴薯病毒的方法。研究表明,采用優化方法進行檢測,快速、高效、省時省力,適用于檢測大批量馬鈴薯種薯樣品中的6 種主要馬鈴薯病毒。