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近日,我校苹果科技创新团队在植物学权威期刊《植物生物技术杂志》(Plant Biotechnology Journal)在线发表了题为《基于CRISPR/Cas12a技术的苹果病毒/类病毒田间可视化检测》(Field detection of multiple RNA viruses/viroids in apple using a CRISPR/Cas12a-based visual assay)的研究论文。该研究采用CRISPR/Cas12a核苷酸检测技术,同时整合了一套果树叶片RNA病毒快速提取以及可视化检测流程,首次对苹果的5种主要病毒实现田间、快速、可视化检测。该技术方法不依赖复杂的仪器设备,灵敏度和特异性强,可为其他农作物RNA病毒的快速检测提供重要技术支撑。《植物生物技术杂志》《Plant Biotechnology Journal》为中科院生物科学和植物科学领域1区杂志,在农艺与作物学科中排名第一。
苹果(Malus × domestica Borkh.)作为一种重要的经济水果,在全世界广泛种植。中国苹果种植面积和产量都稳居世界第一,但是大多数苹果园正遭受严重的病毒病危害。果树病毒病多为复合感染,并且无法通过有效的药剂治愈,只能通过脱毒苗木推广,并及时检测进行防控。目前果树病毒检测方法主要通过RT-PCR或RT-qPCR技术,耗时较长,操作繁琐,需要复杂昂贵的仪器,同时操作人员也需要专业培训。现有的诊断性检测方法极大地限制了实验室以外的应用,因此在果树种植和苗木生产中迫切需要一种适合田间快速简易的病毒检测方法。
基于RT-RPACas12aAuNPs检测技术的
苹果病毒类病毒RNA 的检测示意图
该研究开发的RT-RPA/Cas12a/AuNPs检测平台,首先通过多重RT-RPA扩增技术,在常温下以苹果叶片总RNA粗提液为底物,同时扩增苹果ApNMV,ASPV,ASGV,ACLSV和ASSVd五种病毒/类病毒的特异性序列(步骤一)。随后上述扩增产物加入到病毒特异性Cas12a/crRNA系统中,病毒靶标序列将激活Cas12a蛋白的ssDNase乱切活性,从而降解非特异性的linker-ssDNA寡核苷酸序列(步骤二),此linker-ssDNA序列两端设计为可与纳米金颗粒交联的DNA序列(DNA1/2-AuNPs)互补配对。后续将Cas12a/crRNA系统与DNA1/2-AuNPs等体积混合,当linker-ssDNA被Cas12a降解时,DNA1/2-AuNPs保持分散状态从而呈现红色(阳性)。相反,当体系中没有病毒靶标序列时,Cas12a蛋白的ssDNase乱切活性无法被激活,完整的linker-ssDNA可使DNA1/2-AuNPs沉淀聚集,从而褪去红色(阴性)。
不同检测方法的灵敏度比较
该方法灵敏度高,可以检测到反应体系中低于25个病毒粒子(图2A),是普通RT-PCR的100倍(图2B)。其灵敏度可与RT-qPCR媲美(图2C),但是步骤更加简单,流程耗时短,在田间仅需1个小时即可知道结果。它为目前使用的基于实验室的诊断技术提供了一种有效的替代手段,以帮助快速确认感染病毒的苹果植株或筛选无病毒的苗木。
我校青年教师焦健博士为该研究第一作者,硕士研究生孔康康和韩金蒙参与了主要工作,冯建灿教授和郑先波教授为该研究共同通讯作者,河南农业大学为第一单位及第一通讯作者单位,中国农业科学院郑州果树研究所阎振立研究员以及团队成员张恒涛和张瑞萍为合作作者参与了本项研究工作。该研究工作得到了河南省高校重点科研项目(20A210025)、河南省高校科技创新团队项目(19IRTSTHINO09)和河南省现代农业产业体系大宗水果产业技术创新团队项目(S2014-11-G02, Z2018-11-03)的资助。近年来,我校狠抓科研团队建设,立足河南优势特色园艺作物成立创新团队。苹果科技创新团队围绕苹果产业中存在的瓶颈问题,瞄准科研前沿,积极立项开展研究并取得可喜成绩。
——郑先波 焦健
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农大力量助力河南耕地土壤环境质量类别划分有了“标准”
我校杨素勤教授团队《河南省耕地土壤环境质量类别划分》项目通过评审验收
供图/焦中信
8月31日,省农业农村厅会同省生态环境厅主持召开成果评审验收会,对我校资源与环境学院杨素勤教授团队承担的《河南省耕地土壤环境质量类别划分》项目进行评审验收。经过专家组评议,该项目顺利通过验收,使得河南省耕地土壤环境质量类别划分有了标准。 为全面落实《土壤污染防治法》和《土壤污染防治行动计划》及省委省政府坚决打好污染防治攻坚战相关工作部署,受河南省农业农村厅和生态环境厅委托,我校资源与环境学院杨素勤教授团队承担了《河南省耕地土壤环境质量类别划分》项目的实施工作。一年多来,项目组克服疫情防控、人员不足等困难,首次依据国家相关标准规范及技术导则,将我省1.25亿亩耕地(园地)土壤的环境质量划分为优先保护、安全利用和严格管控三个类别,完成了省级和158个行政县(市 区)耕地土壤环境质量类别划分技术报告、清单与图件和矢量数据库。报告经修订完善后将报省政府审核后实施。这一项目的实施为我省开展耕地分类管理,农产品安全预警,提升土壤环境管理水平提供有力技术支撑。 评审会上,由农业农村部农业生态与资源保护总站副站长高尚宾、农业农村部环境保护科研监测所副主任安毅研究员、生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心处长师华定研究员、生态环境部南京环境科学研究所主任单艳红研究员、中国地质科学院物化探研究所所长成杭新研究员组成的专家组对项目进行了审核、质询。专家组一致认为河南省耕地土壤环境质量类别划分成果基础材料收集整理完整,工作技术路线科学严谨、评价方法规范合理,划分成果准确合理,数据库、技术报告、图件、清单等材料符合成果报送规范要求,一致同意通过《河南省耕地土壤环境质量类别划分》成果验收。同时,专家组还对精准实施耕地分类管理提出了指导性意见建议。
——焦中信
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我校青年教师褚贝贝荣获2020“颐和青年成就奖”
日前,颐和论坛—2020饲料替抗与绿色养殖大会在湖南长沙召开。本次论坛以“禁抗、绿色、创新、发展”为主题,来自全国的畜牧业专家学者和相关企业骨干共聚一堂畅谈“无抗”。 会上举行了第二届“颐和青年奖”颁奖典礼。我校动物医学院青年教师褚贝贝凭借在脂质营养代谢方面做出的贡献,荣获“颐和青年成就奖”并应邀做《脂质代谢与疾病、病毒增殖的研究进展》学术报告。 据悉,该奖项是由农业农村部动物营养与饲料学科群重点实验室、动物营养学国家重点实验室、国家畜牧科技创新联盟共同设立,宗旨是鼓励原始创新,让更多的青年才俊脱颖而出,担当科技创新大任。
相关链接:农业农村部动物营养与饲料学科群重点实验室是依托动物营养学国家重点实验室,整合全国该学科的优势研究单位建立的全国性协同创新平台。
——王照兰
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农业农村部动物营养与饲料学科群重点实验室是依托动物营养学国家重点实验室,整合全国该学科的优势研究单位建立的全国性协同创新平台。
河南农业大学
hau1902
统筹监制:周红飞
文字编辑:孙慧敏
责任编辑:张浩然
本期校对:师瑞佳
图片制作:师瑞佳
本期编辑:朱浛颖
王冰鲜
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