植物病害快速检测

PCR在动植物疫病应用广泛5月29日，《自然通讯》（Nature Communications）杂志网站刊登了“在猪中检测到高致死性基因型I和II重组非洲猪瘟病毒”的研究。研究称，哈兽研研究团队在江苏、河南和内蒙采集的猪样本中分离出3株非洲猪瘟病毒基因I型和基因II型的重组体，结果表明，重组病毒JS/LG/21在猪中是高度致死和可传播的。重大动物疫病、人畜共患病危及公共卫生安全。非洲猪瘟从2018年延绵到现在，一直被生猪养殖界称为世界性难题。值得关注的是，荧光PCR检测方法是非洲猪瘟确诊的重要标准，世界粮农组织及中国农村农业局均推荐优先采用荧光PCR检测方法进行核酸检测诊断非洲猪瘟。而植物病害严重危害农业生产，不仅危害农作物产量的减少，而且在一定程度上还严重威胁农产品质量安全及国际贸易。应用PCR扩增技术可将很少的病原微生物核酸扩增放大，可以用于植物病害的早期诊断。病害的防治通常是预防大于治疗，浓度偏低的病毒病标样的准确诊断和检测对病害的有效控制非常重要。目前，PCR技术在我国植物病害检测中已得到了广泛应用，覆盖真菌类、细菌类、病毒类的检测研究。聚焦动植物疫病，iCPCR2023全阵容嘉宾开讲PCR和建立在PCR基础上的分子生物学技术以其灵敏、快速、简便等优点，能将病害快速、准确的鉴定出来，在动植物病害检测和鉴定中得到了广泛应用。2023年6月28-30日，由仪器信息网举办的第七届PCR技术网络会议(iCPCR 2023)将在线开播，众位PCR技术和仪器研发专家，PCR技术应用专家，前沿科学研究PI等嘉宾将在3i讲堂分享精彩报告。本次会议特别设置了【动植物疫病应用】分会场，特邀多位嘉宾分享PCR在动植物疫病检查中的应用与经验。立即报名》》》精彩报告提前揭晓：原霖 实验室技术总监 北京中科基因技术股份有限公司《数字PCR在污水等复杂基质中的动物病原检测》（6月30日上午开讲 点击报名 ）原霖 博士 高级兽医师，北京中科基因技术股份有限公司 实验室技术总监，“原博士带你做检测”公众号创始人。毕业于中国农业大学。全国标准物质技术评审专家库专家、全国标准样品技术委员会动物防疫标准样品专业工作组(SAC/TC118/WG15)组员、全国生化检测标准化技术委员会（SAC/TC 387）成员。目前主要从事检测实验室质量控制与标准化研究。已经研制了ASFV和PRRSV等10余项国家标准物质/标准样品。PRRSV核酸标准物质为我国兽医领域第一个核酸定量有证标准物质。建立了非洲猪瘟、禽流感和蓝耳病等数十个数字PCR方法。主持及参与国家重点研发计划2项，参与起草《医学实验室 核酸检测质量和安全指南》（CNAS-TRL-018）等标准10项，参编书籍6本；发表学术论文30余篇。王少林 教授 中国农业大学动物医学院《高通量扩增子检测技术在动物病原与耐药性检测中的应用》（6月30日上午开讲 点击报名 ）王少林，教授，现就职于中国农业大学动物医学院，2003年获得中国农业大学生物学学士学位，2009年获得美国奥本大学分子遗传学博士学位，入选中组部万人计划“青年拔尖人才”。主要从事药理基因组, 毒理基因组，微生物基因组、宏基因组和生物信息学方面的研究；在重要国际期刊上发表SCI论文100余篇，主要研究成果论文引用5000次以上，参与出版英文著作4个章节，主持国家重点研发计划课题、自然科学基金、农业部细菌耐药性监测项目等10项。史喜菊 博士/研究员 中国海关科学技术研究中心《多重荧光PCR在动物疫病检测中的应用》（6月30日上午开讲 点击报名 ）史喜菊博士，研究员，中国海关科学技术研究中心，主要从事境外动物疫病风险评估、进出境动物疫病分子诊断技术研究和实验室质量管理体系研究。“十三五”、“十四五”国家重点研发计划课题主持人，先后主持/负责完成国家级、省部级科研课题22项，科研成果曾获得北京市科技奖励二等奖1项、三等奖1项、原国家质检总局科技兴检二等奖1项，三等奖3项，获海关总署科技成果评定三等奖1项。获得授权的国家发明专利9项，副主编出版专著2部，参编、参译著作7部；以第一作者发表文章50多篇，其中SCI文章6篇，主持/参与制定行业标准15项。夏应菊 高级兽医师 中国兽医药品监察所《猪瘟和非洲猪瘟假病毒的研制与应用》（6月30日下午开讲 点击报名 ）夏应菊博士，高级兽医师，中国兽医药品监察所，国家/WOH猪瘟参考实验室骨干。从事猪瘟、非洲猪瘟等重大猪病诊断方法、疫苗评价及免疫机制等研究工作。国家猪瘟参考实验室学术委员会委员、中国畜牧兽医学会动物传染病学分会青年学者专业组委员。主持和参加 “十四五”、“十三五”国家重点专项课题、国家自然科学基金面上项目等国家和省部级课题8项。发表论文30余篇，主编、参编著作3部，获专利3项。邓丛良 研究员 中国海关科学技术研究中心《数字荧光PCR技术在检验检疫中的应用》（6月30日下午开讲 点击报名 ）邓丛良，博士，研究员，北京植物病理学会常务理事，现在中国海关技术研究中心动物研究所从事物种查验工作。在植物病毒检测技术研究方面具有深入研究，第一作者和通讯作者发表论文30余篇，研究成果分获省部级1等奖，2等奖和3等奖计5项。冯小宇 正高级兽医师北京市动物疫病预防控制中心《动物疫病检测用标准物质的研究与应用》（6月30日下午开讲 点击报名）冯小宇，北京市动物疫病预防控制中心正高级兽医师。中国微生物学会兽医微生物学专业委员会委员，北京市奶牛创新团队岗位专家。从事动物疫病监测诊断、防控技术研究及推广应用工作。主持或参与省部级科研项目 15 项；获省部级奖励 6 项、国家标准物质 2 项、新兽药证书 1 项、发明专利 9 项、实用新型专利 4 项，发表论文30 余篇。获北京市青年文明号、北京市动植物疫情防控先进个人、北京市郊区青年致富带头人等荣誉称号。蒲静 研究员 中国海关科学技术研究中心《PCR技术在动物源性成分鉴定中的应用》（6月30日下午开讲 点击报名 ）蒲静，研究员，2005年毕业于中国农业大学，获预防兽医学博士学位。现任职于中国海关科学技术研究中心动物检疫研究所，同时担任进出境濒危物种鉴定实验室联盟技术专家。主要从事进出境动物及动物源性产品的检验检疫、濒危物种鉴定及动物源性成分鉴定等国门生物安全动物领域相关工作，在精准分子检测及鉴定技术方面开展科研创新，主要研究成果包括“濒危动物及其制品鉴定技术体系”、“主要动物疫病快检技术平台”等。主持和参加国家科技支撑计划、海关总署科研项目等12项，获得省部级科技进步奖3项；主持发布国家标准3项；取得授权发明专利12项；发表核心期刊论文和会议论文30余篇。 参会指南 快速报名入口：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icpcr2023/一、主办单位仪器信息网二、会议时间2023年6月28日-30日三、会议日程第七届PCR前沿技术与应用网络会议(iCPCR 2023)时间专场主题6月28日 上午新产品与新技术6月28日 下午分子诊断应用6月29日 上午药品/生物制品应用6月29日 下午农林育种应用6月30日 上午动植物疫病应用（上）6月30日 下午动植物疫病应用（下）扫码直达报名页面温馨提示1) 报名后，直播前一天助教会统一审核，审核通过后，会发送参会链接给报名手机号。填写不完整或填写内容敷衍将不予审核。2) 通过审核后，会议当天您将收到短信提醒。点击短信链接，输入报名手机号，即可参会。四、会议联系会议内容及报告赞助仪器信息网 刘编辑：13683372576，liuld@instrument.com.cn

导读 高光谱成像传感器是近几年研究用于监测不同环境中农作物和植被的有效工具。植物的生理学，形态学或生物化学信息可以通过非接触的方式以及不同尺度下评估。例如，利用高光谱传感器用于植物表型分析或农业中的生理胁迫研究。截至目前，市面上有各种非成像和成像高光谱传感器可供选择，这些仪器进行测量的过程相当复杂。因此，现代化检测及研究中对易于用户操作的高光谱传感器的需求日益增加。芬兰新发布的一款新型小型手持式智能型高光谱相机——SPECIM IQ，就是基于用户的现代化便携操作而设计的。SPECIM IQ的机身小巧轻便，只有1.3kg，实现轻松手持操作；同时在相机中直接集成了操作控制系统，通过相机自带的触摸屏就可实时实现基本数据的采集和分析过程（如预处理和分类例程），实现智能化操作。便携手持、现场实时快速检测、全自动智能分析、高质量数据，相信 SPECIM IQ 如此多的现代化特征会让您的高光谱研究更加得心应手！以下我们将SPECIM IQ采集的高光谱数据与已经十分成熟高光谱成像仪技术SPECIM V10E 进行定性对比，发现SPECIM IQ便携手持的设计并未影响到相机的数据准确性，一致地获得了高质量高光谱数据。同时，手持智能型SPECIM IQ还可以实现对植物表型的鉴定以及病害研究检测等，在植物科学研究及其他领域具有无限可能。1、手持智能型高光谱相机SPECIM IQ与SPECIM V10E的定性对比 通过与性能的SPECIM V10E相机对比，我们评估了新型SPECIM IQ的成像质量。SPECIM V10E在推扫式高光谱相机领域是一款具有代表性且广受好评的产品，与SPECIM IQ具有相同的光谱范围（400-1000nm）。在实验过程中，通过采用4倍的光谱合并，达到与SPECIM IQ相似的光谱采集，共有211个波段，每行数据具有1600个像素。研究人员利用两款设备分别在室内（卤素灯光源）和室外（自然光光源）对具有不同颜色的样本：纸片和聚乙烯胶片，进行了高光谱数据采集和对比。 图1 智能型高光谱相机SPECIM IQ（207mm*91mm*74mm） 经过对比，得到如图2所示结果。对相同样本，两款设备采集的光谱形状高度重合：实验室的平均值是0.009，室外平均值为0.043。SPECIM IQ和SPECIM V10E的平均标准偏差分别为室内（0.017和0.021）和室外相同（0.029和0.029），但SPECIM IQ更为均，SPECIM V10E在光谱边界处具有更高的噪声水平（400 -450nm和400-450nm）900-1000nm，见图2）。研究表明，除了925-970nm范围内的大气水汽吸收带之外，周围光谱的原始信号较弱，导致反射信号的快速增加。 图2 平均光谱包含绿色纸片（A）和紫色聚乙烯片（B）的标准差，C表示室内测试的不同颜色的样本 图3 室外数据的光谱对比（A-D）：绿色纸片、暗黄色纸片、紫色聚乙烯胶片以及蓝色聚乙烯胶片 2、手持智能型高光谱相机SPECIM IQ对拟南芥的生理胁迫研究 通过植被指数可评估不同状态下植被的生理结构和功能特性，包括生物量、冠层结构、叶面积指数、叶绿素含量以及植物冠层的光利用效率等。研究人员利用SPECIM IQ对拟南芥的两个变种在胁迫状态下的生理状态分别进行了研究。由于缺乏PsbS蛋白质和紫黄质脱环氧化酶，拟南芥的变种样本对光能量利用能力减弱（非光化学淬灭），但在室温条件下可正常发育，在高光照条件下，突变体可能受光损伤，这些都是肉眼无法察觉的。利用SPECIM IQ对18个样本进行数据采集，并对所采集的数据进行植被指数计算，在此基础上，对样本的叶绿素含量和类胡萝卜素转化的敏感程度进行了评估（图4）。 图4 在非胁迫适应（NSA）和胁迫适应（SA）拟南芥野生型（Col-0）和PQ缺陷突变体（npq1和npq4）之间观察到的差异。 左侧面板显示选定感兴趣区域的假彩色图像（A） NDVI（C） REIP（E） 和由SPECIM IQ采集数据计算的PRI（G）。 右侧面板显示计算出的平均值和标准差（B） NDVI（D） REIP（F） 和PRI（H）从三个单的植物随机分布在成像框架，不同的字母表示基于LSD的显着差异（a = 0.05）。 研究表明，SPECIM IQ可用于拟南芥中叶绿素（NDVI）和叶黄素（PRI）的含量的检测，并能评估植株样本的状态。通过验证具有代表性的植被指数，可为其它植被指数的评估计算提供样例，并为在植被研究领域获得更多生理信息奠定了基础。 3、手持智能型高光谱相机SPECIM IQ对大麦白粉病的研究 高光谱成像作为非接触式的测量传感器，在植物疾病严重程度与宿主植物对特定植物病原体的易感性的评估方面有很大的应用。本研究利用SPECIM IQ评估了不同大麦品种在冠层尺度上的白粉病严重程度，并对品种Milford和Tocada进行了4个和7个不同的白粉病易感性等的比较。研究准确地检测了两个品种的白粉病症状，并通过高光谱成像结合数据分析方法评估品种的不同疾病严重程度。研究人员利用SPECIM IQ对在温室中培养的360个大麦植物样本（稳定的漫射光条件下培养）进行检测，并使用的白色参考板（见图5）和SPECIM IQ的内置功能对高光谱数据进行归一化。研究人员利用SPECIM IQ Studio的光谱角匹配方法（SAM）进行感染检测并与支持向量机分类（SVM）方法进行对比，检测到上部叶中具有类似病状的区域。 图5 使用光谱角匹配（SAM）和支持向量机（SVM）对白粉病进行分类，图像左侧包含白色参考面板研究表明，大麦白粉病的样本检测到的疾病症状分别为所有植物像素的25.8％和4.4％，而健康部分只有2.0％和2.2％。现有的错误分类主要是白色参考边界处（看起来像叶面上的白色菌丝体）混合像素的影响。为了消除这种系统偏差，通过减去错误分类像素量来确定疾病严重程度，预测分析的品种的2.2％至23.7％的强烈差异。因此，SPECIM IQ可用来测量评估复杂冠层的疾病严重性，控制光源照明条件保证高信号质量，此项研究也证明SPECIM IQ空间分辨率足以确定大麦叶片上的单一症状。4、总结 手持智能型SPECIM IQ相机在植物生理和病害检测中具有巨大潜力。通过SPECIM IQ与SPECIM V10E室内和室外环境中对不同材质色卡辐射测量评估，得到两者的光谱特性高度一致性。根据植被指数分析得到的结果表明手持智能型SPECIM IQ在植物研究和表型分型策略的背景下的应用潜力：对于白粉病的评估，表明SPECIM IQ具有足够的测量能力，并且与SVM相结合，在量化中对视觉评估的高度一致性。作为新智能型的高光谱相机设备，手持式SPECIM IQ除具有高精度的数据质量外，其设备本身具有高紧凑性、可移动性强和快速集成处理能力，为科技新领域的应用创造了有利条件。手持智能型SPECIM IQ的发布让高光谱传感器技术以实验室设备的质量水平传输到温室和现场，而无需任何载体平台或控制和存储设备，因此，该款设备的诞生无疑可以支持各个场景下的不同应用，并推动现代高光谱技术在更多领域的发展和影响。 相关产品及其链接1、手持智能型高光谱相机SPECIM IQ：http://www.instrument.com.cn/netshow/C282348.htm 2、芬兰SPECIM高光谱航空遥感成像系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/C160539.htm 3、芬兰SPECIM 工业高光谱相机FX系列：http://www.instrument.com.cn/netshow/C265811.htm

中山局通过植物检疫能力验证 　　中山检验检疫局技术中心植检实验室近期参加了三项能力验证，都获得了中国合格评定国家认可委员会(CNAS)认可的结果“满意”证书。这三个项目分别为南芥菜花叶病毒检测、番茄细菌性溃疡病菌、小麦(2247,2.00,0.09%)矮化腥黑穗病菌检测，均为植物检疫领域首次组织的能力验证项目。 　　由于植物病原有害生物的体积小，分离与鉴定比较困难，植物病原有害生物检疫工作既是我国进出境植物检疫的难点，也是重点。此次三项能力验证的通过充分证明了中山局技术中心在相关领域具备了相关的硬件和软件实力，且此次能力验证为植物检疫领域首次组织，并经CNAS认可，从而为实验室通过CNAS扩项奠定良好的基础，使中心认证认可的检测项目和检测能力建设得到了进一步的发展。 　　这三项能力验证内容上覆盖了植物病害检验检疫的全领域 能够一次性通过，在中山局植物检疫事业的发展上具有里程碑式的重要意义，不仅标志着技术中心的植物病原有害生物检测水平又上一个新台阶，还为进境植物苗木检疫鉴定奠定了技术保障的基石。(杨雷亮 石先来) 《中国国门时报》