利用基因组特异性引物和Cas12a介导技术快速检测稻瘟菌小麦致病型

作     者：康厚祥 彭烨 Kangyu Hua 邓雨飞 Maria Bellizzi Dipali Rani Gupta Nur Uddin Mahmud Alfredo S.Urashima Sanjoy Kumar Paul Gary Peterson 周益林 周雪平 Md Tofazzal Islam 王国梁 

作者机构：State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect PestsInstitute of Plant ProtectionChinese Academy of Agricultural Sciences Department of Plant PathologyThe Ohio State University Institute of Biotechnology and Genetic Engineering (IBGE)Bangabandhu Sheikh Mujibur Rahman Agricultural University Centro de Ciências AgráriasUniversidade Federal de S?o Carlos Foreign Disease-Weed Science Research Unit (FDWSRU)United States Department of Agriculture-Agricultural Research Service (USDA-ARS) 

出 版 物：《Engineering》 (工程(英文))

年 卷 期：2021年第7卷第9期

页      面：279-299页

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

基　　金：supported by grants from the SEEDS program of the Ohio Agricultural Research and Development Center (OARDC) and the Coordinated Research Program of the International Atomic Energy Agency (IAEA) to GLW support from the Krishi Gobeshona Foundation (KGF) of Bangladesh under project KGF TF 50-C/17 to Tofazzal Islam of the Institute of Biotechnology and Genetic Engineering of BSMRAU, Bangladesh, is highly acknowledged 

主　　题：麦瘟病 稻瘟菌小麦致病型 Cas12a 核酸侧流免疫分析 田间检测 

摘      要：麦瘟病由稻瘟菌小麦致病型（MoT）引起，是一种存在于南美洲和孟加拉国的毁灭性病害。由于MoT通常不会在抽穗期之前使小麦显现染病症状，但在抽穗期其侵染会一直加剧，因此仅根据肉眼观察来使用杀菌剂是无效的。为了开发一种在苗期和营养期准确、灵敏检测MoT以控制病害蔓延的方法，我们对来自巴西的两个MoT分离株的基因组进行了测序，并确定了两个DNA片段：MoT-6098和MoT-6099，它们存在于麦瘟病菌（MoT）基因组中，但不存在于感染稻瘟病菌（MoO）的水稻基因组中。利用聚合酶链反应（PCR），我们在来自南美洲和孟加拉国的53株MoT和MoO分离株中证实了这两对标记引物的特异性。为了测试这两对标记引物的有效性，我们首先建立了一种环介导等温扩增（LAMP）方法。在等温条件下，这种方法在不使用常规PCR仪器的情况下也能检测MoT。随后，我们使用Cas12a蛋白及导向RNA(g RNAs)靶向MoT-6098和MoT-6099序列，两个靶标被识别后，均能激活Cas12a非特异切割单链脱氧核糖核酸酶（ss DNAase）的活性，我们将依赖靶向Cas12a激活ss DNase活性，同时将重组酶聚合酶扩增（RPA）和核酸侧流免疫分析法（NALFIA）相结合，开发出一种准确、灵敏且经济高效地检测受感染小麦植株中MoT特异性DNA序列的方法。这种新技术可应用于田间麦瘟病和其他重要植物病害的快速检测。