茶树(Camellia sinensis)是山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)的一种具有重要经济价值的多年生木本植物,我国是世界上最大的茶叶生产国和消费国,国内茶树种植主要分布在南部20多个省。其中,福建是我国重要的产茶大省,2020年福建茶园面积为22.93万公顷,茶产量46.14万吨,综合产值达1 300亿元。随着茶树种植规模的不断扩大,茶树上病虫害的发生和危害也逐渐增多,给茶叶的产量和品质造成了不同程度的影响。病毒病是近年来茶树上新报道的一种病害,为防止病毒病的进一步扩散和蔓延,加强茶树病毒种类、分布及快速检测技术研究具有十分重要的现实意义。
近期,福建农林大学植物病毒研究所联合福州海关技术中心/福建省检验检疫技术研究重点实验室、榕城海关综合技术服务中心完成的题为“福建省茶树病毒种类鉴定及多重PCR检测技术的建立”的研究在《中国农业科学》2024年第57卷4期正式发表。
2019-2023年,从福建省福州、南平、宁德、泉州、漳州、厦门、三明、莆田和龙岩9个地市区采集具有褪绿、皱缩和坏死等疑似病毒感染症状的茶树样品1 869份,采用高通量测序技术结合PCR和RT-PCR检测的方法对茶树病毒病的病原进行鉴定,并将PCR扩增获得的特异性目的片段进行克隆和测序,对获得的序列进行系统发育分析;同时,根据GenBank上已报道的病毒序列设计特异性引物,通过退火温度、引物浓度、循环数等反应条件和反应程序的优化,建立同时检测福建茶树主要病毒的多重PCR检测技术,并测定该技术的特异性、灵敏度及实际应用效果。
茶树病毒病主要症状
从所采集的茶树病样上检出3种病毒,按检出率从高到低依次为油茶双生病毒(oil tea associated geminivirus,OTaGV)(48.90%)、茶树坏死环斑病毒(tea plant necrotic ring blotch virus,TPNRBV)(26.75%)和茶树潜隐病毒1(camellia cryptic virus 1,CCV1)(17.98%);在检出病毒的1 258份样品中,有807份为OTaGV、TPNRBV或CCV1单独侵染,检出率分别为37.20%、21.38%和5.56%;其余451份样品为2种或3种病毒复合侵染,复合侵染检出率达35.85%,OTaGV+CCV1、TPNRBV+CCV1、TPNRBV+OTaGV、OTaGV+CCV1+TPNRBV 4种类型复合侵染检出率分别为17.49%、0.40%、14.71%、3.26%。
在地理分布上,OTaGV在福州、南平、宁德、泉州、漳州、厦门、三明、莆田和龙岩9个地区均有分布,其中漳州OTaGV检出率最高,为96.77%;CCV1在福州、南平、宁德、泉州、漳州、三明、莆田和龙岩8个地区均有分布,其中三明CCV1检出率最高,为66.00%;TPNRBV在福州、南平、宁德、泉州和漳州5个地区均有分布,其中泉州TPNRBV检出率最高,为79.13%;在福建省9个地区中,厦门地区仅检出OTaGV,三明、莆田和龙岩地区检出OTaGV和CCV1,其他5个地区同时检出OTaGV、TPNRBV和CCV1;福州、南平、宁德、泉州、漳州、三明、莆田7个地区检测到病毒复合侵染,其中漳州地区病毒复合侵染检出率最高(85.00%)、宁德地区病毒复合侵染检出率最低(23.03%)。
利用测定的CCV1和TPNRBV部分基因序列构建系统发育树,结果表明本研究获得的CCV1分离物(FW)与已报道的福建分离物FJ-SH104(GenBank登录号:ON807095)亲缘关系最近、TPNRBV分离物(FU)与福建分离物QZHA92(GenBank登录号:OQ948454)亲缘关系最近。经优化建立的多重PCR检测技术特异性强,仅OTaGV、TPNRBV和CCV1能扩增出特异性目的片段,而其他病毒及健康茶树样品上均未扩增出特异性目的片段;多重PCR灵敏度最低可以检测到稀释至10-4倍的OTaGV、TPNRBV和10-3倍的CCV1;利用该多重PCR检测技术对茶园中采集的60份病样进行检测,检测结果与单一PCR检测结果完全相符。
多重PCR灵敏度
OTaGV、TPNRBV和CCV1是当前福建茶树上主要病毒种类,其中OTaGV为福建地区首次报道,该病毒可侵染茶树也为首次发现;在检出的3种病毒中,以OTaGV发生分布范围最广,其次为CCV1、TPNRBV;福建地区茶树病毒目前仍以单独侵染为主,但同时存在较多的复合侵染,复合侵染类型包括TPNRBV+CCV1、TPNRBV+OTaGV、CCV1+OTaGV和OTaGV+CCV1+TPNRBV;建立的多重PCR检测技术特异性强、灵敏度高,可用于茶园茶树上OTaGV、CCV1和TPNRBV 3种病毒的快速检测。研究结果可为福建茶树病毒病的综合防控提供理论依据和技术支持。
该研究获得福建省农业引导性(重点)项目(2020N0024)、福建省检验检疫技术研究重点实验室开放课题(FJKF2019-03)的资助。
论文链接:
《福建省茶树病毒种类鉴定及多重PCR检测技术的建立》
引用本文:
陈细红, 蔡伟, 虞赟, 李敏, 王念武, 杜振国, 沈建国, 高芳銮. 福建省茶树病毒种类鉴定及多重PCR检测技术的建立[J]. 中国农业科学, 2024, 57(4): 698-710.
CHEN XiHong, CAI Wei, YU Yun, LI Min, WANG NianWu, DU ZhenGuo, SHEN JianGuo, GAO FangLuan. Identification of Tea Plant Viruses in Fujian Province and Establishment of Multiplex PCR Detection Assay[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(4): 698-710.
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