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科研人员研发出4套基于CRISPR/Cas系统的病原体核酸检测工具

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  近日,米乐m6作物科学研究所作物分子育种技术和应用创新团队鉴定了RfxCas13d靶向RNA引发“反式切割”活性的基本特征,研制出基于RfxCas13d、LwaCas13a、LbCas12a与AsCas12a的多套核酸检测工具,并研发出田间实时可视化灵敏定性定量检测方法,为动植物病原体检测提供了高效、低成本的开发途径,具有广阔的技术开发场景与应用价值。相关研究结果在线发表在《中国科学:生命科学(Science China-Life Sciences)》上。

  

  据谢传晓研究员介绍,植物真菌性病害、细菌性病害及病毒性病害严重危害作物生产与品质安全,如禾谷镰孢菌和拟轮枝镰孢菌是玉米穗粒腐、茎腐病、小麦赤霉病的罪魁祸首;水稻黑条矮缩病毒则通过灰飞虱在水稻、小麦和玉米宿主之间迁移传播,严重威胁水稻、小麦和玉米生产。建立快速、准确、灵敏及便携的病原体诊断技术,可为病害的早期预警与绿色防控提供重要依据。

  针对以上植物病害病原体,团队成员研制了多套基于CRISPR-Cas12a和CRISPR-Cas13系统“反式切割”活性的病原体核酸诊断技术。通过优化样本处理方法,可实现田间实际样本粗提物稀释液的灵敏检测,且可利用小型手持式荧光仪或试纸条进行田间现场定性读取结果。此外,以禾谷镰孢与拟轮枝镰孢菌复合侵染为样本,建立了基于Cas12/Cas13联合应用的复合检测,实现了一个检测能诊断判读多种病原,进一步拓展了检测工具的应用场景与潜力。此外,该系列检测方法还可应用于食品安全质量检验、动植物检疫、转基因检测、动植物群体的基因分型与基因表达检测等,具有重要的应用价值。

  该研究得到国家自然科学基金和中国农科院科技创新工程等项目资助。(通讯员:卫斐)

  全文链接:http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11427-021-2028-x

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