马铃薯Y病毒与马铃薯卷叶病毒实时荧光同步检测技术的构建与效能评估.docxVIP

马铃薯Y病毒与马铃薯卷叶病毒实时荧光同步检测技术的构建与效能评估

一、引言

1.1研究背景与意义

马铃薯（SolanumtuberosumL.）作为全球第四大重要的粮食作物，在农业生产和粮食安全保障中占据着举足轻重的地位。其适应性强，能在多种气候和土壤条件下生长，因而在世界范围内广泛种植。中国是马铃薯的种植大国，种植面积和产量均位居世界前列，马铃薯在我国的农业经济和居民饮食结构中扮演着重要角色，不仅是许多地区的主要粮食来源，还在食品加工、饲料生产等领域有着广泛应用。

然而，马铃薯在生长过程中极易受到多种病毒的侵袭，其中马铃薯Y病毒（PotatovirusY，PVY）和马铃薯卷叶病毒（Potatoleafrollvirus，PLRV）是最为常见且危害严重的两种病毒。PVY属于马铃薯Y病毒属，可通过汁液摩擦、蚜虫以非持久性方式传播。感染PVY的马铃薯植株常出现叶片黄化、坏死、叶脉坏死以及植株矮化等症状，严重影响马铃薯的光合作用和正常生长发育，进而导致产量大幅下降，同时还会使马铃薯块茎品质变差，如表皮出现坏死斑、内部组织变色等，降低其商品价值和食用品质。PLRV则属于黄症病毒科，主要由蚜虫以持久性方式传播。被PLRV侵染的马铃薯植株典型症状为叶片卷曲，严重时叶片变厚、发脆，呈革质状，植株生长受抑制，光合作用效率降低，最终造成产量损失，且感染卷叶病毒的种薯会导致后代植株生长势弱，种性退化。

传统的马铃薯病毒检测方法，如酶联免疫吸附测定（ELISA）技术，虽然操作相对简便，但存在灵敏度较低的问题，难以检测到低浓度的病毒感染，且检测时间较长，一般需要数小时甚至数天才能得出结果，无法满足快速检测的需求；反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）技术虽然灵敏度有所提高，但操作过程较为繁琐，需要进行RNA提取、反转录、PCR扩增等多个步骤，容易出现交叉污染，且对实验设备和操作人员的技术要求较高。这些传统方法在面对大规模的马铃薯病毒检测时，效率较低，难以实现快速、准确、高通量的检测目标，不利于及时采取有效的防控措施，导致病毒在田间传播扩散，给马铃薯产业带来巨大的经济损失。

实时荧光同步检测技术基于PCR技术原理，结合荧光探针和荧光检测仪器，能够在PCR扩增过程中实时监测DNA或RNA的扩增情况。在扩增过程中，荧光探针会与目标核酸序列特异性结合，当PCR反应进行时，荧光信号会随着扩增产物的增加而增强，通过检测荧光信号的变化，就可以实时反映目标核酸的扩增动态，从而实现对PVY和PLRV的高效、准确、快速检测和定量分析。该技术具有高灵敏度，能够检测到极低含量的病毒核酸；特异性强，通过设计特定的荧光探针，能够准确识别目标病毒，减少假阳性结果；检测速度快，整个检测过程可在数小时内完成；并且能够实现定量检测，精确测定样品中病毒的含量，为病毒的监测和防控提供更准确的数据支持。因此，建立针对PVY和PLRV的实时荧光同步检测技术，对于及时发现病毒感染，采取有效的防控措施，减少病毒传播扩散，保障马铃薯的产量和质量，促进马铃薯产业的健康可持续发展具有至关重要的意义。

1.2国内外研究现状

在马铃薯病毒检测领域，早期主要依赖指示植物法，通过观察指示植物接种后的症状来判断马铃薯是否感染病毒以及感染的病毒种类。如千日红是马铃薯X病毒（PVX）的特性鉴别寄主，接种叶片产生枯斑但不系统发病，可用于分离该病毒并排除其他病毒干扰。然而，这种方法耗时较长，一般需要数周甚至数月才能得出结果，且易受环境因素影响，准确性有限。

随着科技的发展，血清学方法逐渐兴起，其中酶联免疫吸附测定（ELISA）技术应用最为广泛。ELISA技术基于抗原-抗体特异性结合的原理，通过检测样品中病毒抗原与特异性抗体的结合情况来判断病毒的存在。它操作相对简便，可同时处理大量样品，在一段时间内成为马铃薯病毒检测的常用方法。但ELISA技术存在灵敏度较低的问题，难以检测到低浓度的病毒感染，且检测时间较长，一般需要数小时甚至数天才能得出结果，无法满足快速检测的需求。

核酸分子检测技术的出现为马铃薯病毒检测带来了新的突破。反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）技术通过将病毒RNA反转录为cDNA，再进行PCR扩增，大大提高了检测的灵敏度。研究者能够根据PVY和PLRV的基因组RNA保守序列设计特异性引物，对病毒核酸进行扩增和检测。不过，RT-PCR技术操作过程较为繁琐，需要进行RNA提取、反转录、PCR扩增等多个步骤，容易出现交叉污染，且对实验设备和操作人员的技术要求较高。

为了克服传统检测方法的不足，实时荧光同步检测技术应运而生。国外在该领域的研究起步较早，已取得了一系列重要成果。一