近日，3200威尼斯vip国家甘蔗工程技术研究中心许莉萍研究员团队在《Talanta》（天平）期刊发表了题为“A rapid visual detection method for Sugarcane streak mosaic virus based on one-tube RPA-CRISPR/Cas12a”（基于单管 RPA-CRISPR/Cas12a 的甘蔗条纹花叶病毒快速可视化检测方法）的研究论文，为甘蔗条纹花叶病毒的检测提供了一种新途径。
甘蔗是最重要的糖料作物。甘蔗条纹花叶病毒(SCSMV)引发的甘蔗花叶病可导致产量和蔗糖含量大幅下降。在病害防控过程中，目标病原体检测技术是不可或缺的。然而，传统的检测方法耗时且需要昂贵的设备，对及时防控病害和抗病育种均不利。该研究建立了一种新型的检测技术体系，采用叶片粗提物为反应模板，极大简化和加快了样品的制备过程，通过将重组酶聚合酶扩增(RPA)与CRISPR-Cas12a相结合，提高了检测的灵敏度并且结果能够可视化(图 1)。
图1. RPA-CRISPR/Cas12a可视化检测甘蔗条纹花叶病毒流程图
该技术从样品制备到结果解读整个实验流程，只需50分钟，反应设备只需一个水浴锅，并且结果可以用蓝光光谱仪或紫外手电筒进行目视判定。更重要的是，该技术具有高灵敏度，最低检测极限为50拷贝，超过了RT-PCR的灵敏度，与RT-qPCR相当（图2）。同时，该方法展现出卓越的特异性，与其他常见的甘蔗病毒，如甘蔗花叶病毒、甘蔗黄叶病毒和高粱花叶病毒，均无交叉反应（图3）。通过检测40个田间样品叶片粗提物，验证了该技术的实用性与稳定性，其检测结果与采用叶片RNA为模板的RT-PCR和RT-qPCR检测结果100%一致，表明该对实验室和田间现场检测均适用（图4）。
图2. RPA-CRISPR/Cas12a灵敏度检测
图3. RPA-CRISPR/Cas12a特异性检测
图4. RPA-CRISPR/Cas12a的实际样品检测结果与PCR和qPCR的结果一致
3200威尼斯vip国家甘蔗工程技术研究中心在读硕士研究生高帅为该论文的第一作者，3200威尼斯vip国家甘蔗工程技术研究中心/农业农村部甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/农学院许莉萍研究员和3200威尼斯vip国家甘蔗工程技术研究中心在读博士研究生王婷为该论文的共同通讯作者，国家甘蔗工程技术研究中心郭晋隆副研究员参与了研究工作。研究得到了国家重点研发计划和农业农村部国家现代农业产业技术体系建设项目的联合资助。