
植物病害是制約農(nóng)業(yè)與畜牧業(yè)生產(chǎn)的核心因素之一。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計,全球每年因植物病害導(dǎo)致的糧食減產(chǎn)達10%-30%,直接經(jīng)濟損失超千億美元。同時,飼料作物(如玉米、苜蓿)的病害感染會導(dǎo)致飼料品質(zhì)下降,間接影響畜牧業(yè)養(yǎng)殖效益,形成“種植-養(yǎng)殖”產(chǎn)業(yè)鏈的連鎖損失。
酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)基于抗原-抗體特異性結(jié)合原理,具有靈敏度高、特異性強的特點,而酶標儀作為ELISA檢測的核心設(shè)備,其性能直接決定檢測效率與精度。博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的酶標儀憑借寬波長檢測范圍、高靈敏度及自動化批量檢測功能,在醫(yī)學(xué)檢測領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用,但在農(nóng)業(yè)植物病害檢測中的系統(tǒng)性研究較少。
一、材料與方法
(一)試驗材料
1、供試植物與病害:小麥感染小麥條銹病、番茄感染番茄晚疫病、玉米感染玉米大斑病,均采自山東農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗田。
2、試劑:小麥條銹病、番茄晚疫病、玉米大斑病特異性抗體,辣根過氧化物酶(HRP)標記二抗,TMB顯色液,包被緩沖液,洗滌液。
3、儀器:博清生物酶標儀、高速離心機、移液器、恒溫培養(yǎng)箱。
(二)檢測方法
1、樣品處理
取感染病害的植物葉片組織0.5g,加入5mL PBS緩沖液(pH7.4),研磨成勻漿后,4℃、8000r/min 離心10min,取上清液作為待測樣品。
健康植物葉片按相同方法處理,作為陰性對照;已知濃度的病害抗原標準品(0.001-100ng/mL)作為陽性對照。
2、ELISA檢測流程
包被:將特異性抗體用包被緩沖液稀釋至1μg/mL,每孔加入100μL,4℃孵育12h后,用洗滌液洗滌3次,每次3min。
封閉:每孔加入200μL 5%脫脂奶粉溶液,37℃孵育1h,洗滌步驟同上。
加樣:分別加入待測樣品、陽性對照、陰性對照各100μL,37℃孵育1h,洗滌步驟同上。
加二抗:加入HRP標記二抗(1:5000稀釋),每孔100μL,37℃孵育1h,洗滌步驟同上。
顯色:每孔加入100μL TMB顯色液,37℃避光孵育15min,加入50μL 2M H?SO?終止反應(yīng)。
3、酶標儀檢測與數(shù)據(jù)處理
采用博清生物酶標儀在450nm波長下測定各孔吸光度(OD值),以陽性對照OD值/陰性對照OD值≥2.1判定為陽性(即病害感染)。
每個樣品設(shè)置3次重復(fù),數(shù)據(jù)采用SPSS 26.0軟件進行方差分析,Origin 2021軟件繪制標準曲線與結(jié)果圖表。
二、結(jié)果與分析
(一)檢測靈敏度與特異性
1、靈敏度:通過測定不同濃度抗原標準品的OD值,繪制標準曲線(R2=0.998)。結(jié)果顯示,博清生物酶標儀對3種病害的最低檢測濃度均為0.01ng/mL,可在病害感染早期(葉片未出現(xiàn)明顯病斑時)實現(xiàn)陽性檢測,比傳統(tǒng)目測法提前3-5天發(fā)現(xiàn)病害。
2、特異性:分別用3種病害的抗體與其他病原(如小麥白粉病、番茄早疫病)樣品交叉反應(yīng),結(jié)果顯示交叉反應(yīng)率均低于1.5%,特異性準確率達98.5%以上,表明該方法對目標病害的識別具有高度專一性。
(二)與傳統(tǒng)檢測方法的對比
通過檢測相同批次(96個)樣品,對比博清酶標儀檢測法與傳統(tǒng)方法的性能差異,博清酶標儀檢測法在檢測效率、成本控制及批量處理能力上顯著優(yōu)于傳統(tǒng)方法,同時準確率接近PCR法,綜合性價比最高。
(三)穩(wěn)定性與重復(fù)性
對同一陽性樣品進行10次重復(fù)檢測,博清酶標儀測定的OD值變異系數(shù)(CV)為1.2%-1.8%,低于3%的行業(yè)標準;不同批次(間隔7天)檢測的CV值為2.1%-2.5%,表明該儀器檢測結(jié)果具有良好的穩(wěn)定性與重復(fù)性,適合長期批量檢測應(yīng)用。
三、討論
本研究通過建立基于博清生物酶標儀的植物病害ELISA檢測體系,證實該儀器可有效解決傳統(tǒng)檢測方法“早期檢測難、效率低、成本高”的痛點,其核心優(yōu)勢源于兩方面:
(一)技術(shù)原理適配性:ELISA方法的抗原-抗體特異性結(jié)合原理,搭配博清酶標儀的高靈敏度光學(xué)檢測系統(tǒng),可捕捉病害早期微量病原物的信號,實現(xiàn)“早發(fā)現(xiàn)、早防控”,減少農(nóng)藥濫用與產(chǎn)量損失。
(二)設(shè)備性能針對性:博清酶標儀的96孔批量檢測設(shè)計、快速光學(xué)讀數(shù)功能(≤10秒/96孔),契合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中“大面積、多樣本”的檢測需求,同時中等操作復(fù)雜度與成本優(yōu)勢,使其可下沉至基層農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站及規(guī)?;N植基地。
與國內(nèi)外同類研究對比,本研究首次系統(tǒng)驗證了博清生物酶標儀在多種農(nóng)作物病害檢測中的適用性,填補了該品牌儀器在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用研究的空白。但研究仍存在局限:目前僅針對3種常見病害,對部分罕見或新發(fā)病害的檢測體系尚未建立;后續(xù)可結(jié)合膠體金標記技術(shù),進一步簡化操作流程,開發(fā)“現(xiàn)場快速檢測+實驗室精準驗證”的分級檢測模式。
基于博清生物酶標儀的ELISA檢測方法,對小麥條銹病、番茄晚疫病等植物病害的檢測靈敏度達0.01ng/mL,特異性準確率超98.5%,可實現(xiàn)病害早期精準檢測。
該方法相較于傳統(tǒng)檢測手段,在檢測效率、成本控制及批量處理能力上具有顯著優(yōu)勢,綜合性能均衡,適合農(nóng)業(yè)與畜牧業(yè)生產(chǎn)中的規(guī)模化應(yīng)用。
博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的酶標儀為植物病害防控提供了高效可靠的技術(shù)工具,對保障糧食安全、提升飼料作物品質(zhì)、推動“種植-養(yǎng)殖”產(chǎn)業(yè)鏈綠色發(fā)展具有重要實踐意義。