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新技術將鑑定油菜感染翠菊黃化病的時程從兩週縮短至一小時

2020/03/16 @國際

摘要

為了解決葉蟬攜帶病原菌,使得具有10億產值的油菜遭受翠菊黃化病的感染,加拿大薩克屯研究團隊運用DNA裂解紙與施用環形恆溫核酸增幅法進行快速篩檢,此法可使種植者即時推估族群傳染性並預測農作物的風險,進而擬定防治對策。

示意圖

新技術將鑑定油菜感染翠菊黃化病的時程從兩週縮短至一小時

  翠菊黃化病(aster yellows)是一種以翠菊葉蟬(Macrosteles quadrilineatus)作為傳播媒介的植物病害,其宿主範圍甚廣,除了觀賞植物外還包含胡蘿蔔、生菜和油菜等經濟作物,而油菜在加拿大約有十億美元的產值。在春天的時候葉蟬會大舉遷徙到加拿大,可能會攜帶翠菊黃化病植物菌質體(一種類似細菌、但沒有細胞壁的原核生物,主要依靠從韌皮部取食的刺吸式昆蟲傳播)造成油菜作物毀滅性的損害,根據不同的環境條件和感染葉蟬的數量,翠菊黃化病可以在短時間內快速傳播和擴散。一般在田野中採樣再運回實驗室的樣品運輸和DNA萃取模式非常耗時費力,可能會延遲有效防制措施的實行,所以找尋能進行快速檢驗方法對於防止昆蟲傳播病原體擴散至關重要。【延伸閱讀】孟加拉研發新水稻品種「Binadhan-7」解決糧食危機

  來自加拿大薩克屯的科學家們開發了一種快速、簡單並能同時適用於實驗室和野外的檢測方法,利用DNA裂解紙(DNA lysis paper)萃取病原體DNA,配合環形恆溫核酸增幅法(loop-mediated isothermal amplification, LAMP)來做DNA增值進行快速篩檢。該方法能夠運用分子條碼(molecular barcoding)和基因定序技術(gene sequencing)來鑑定植物病原體和它們的媒介昆蟲,將原本從採集昆蟲到辨識病原體的時間流程從兩週縮短至不到一小時。此種快速分析的方法可以讓種植者即時推估族群傳染性並預測農作物的風險,在葉蟬到達田間前,種植者就可以做出相應的防治對策。儘管這項研究的重點是農藝,但此技術於園藝和動物與人類健康方面也有相當大的潛在應用性。

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