近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物分子育種技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊鑒定了RfxCas13d靶向RNA引發(fā)“反式切割”活性的基本特征，研制出基于RfxCas13d、LwaCas13a、LbCas12a與AsCas12a的多套核酸檢測工具，并研發(fā)出田間實時可視化靈敏定性定量檢測方法，為動植物病原體檢測提供了高效、低成本的開發(fā)途徑，具有廣闊的技術(shù)開發(fā)場景與應(yīng)用價值。相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表在《中國科學(xué):生命科學(xué)（Science China-Life Sciences）》上。
據(jù)謝傳曉研究員介紹，植物真菌性病害、細(xì)菌性病害及病毒性病害嚴(yán)重危害作物生產(chǎn)與品質(zhì)安全，如禾谷鐮孢菌和擬輪枝鐮孢菌是玉米穗粒腐、莖腐病、小麥赤霉病的罪魁禍?zhǔn)?；水稻黑條矮縮病毒則通過灰飛虱在水稻、小麥和玉米宿主之間遷移傳播，嚴(yán)重威脅水稻、小麥和玉米生產(chǎn)。建立快速、準(zhǔn)確、靈敏及便攜的病原體診斷技術(shù)，可為病害的早期預(yù)警與綠色防控提供重要依據(jù)。
針對以上植物病害病原體，團(tuán)隊成員研制了多套基于CRISPR-Cas12a和CRISPR-Cas13系統(tǒng)“反式切割”活性的病原體核酸診斷技術(shù)。通過優(yōu)化樣本處理方法，可實現(xiàn)田間實際樣本粗提物稀釋液的靈敏檢測，且可利用LUYOR-3415小型手持式熒光儀（熒光蛋白激發(fā)光源）或試紙條進(jìn)行田間現(xiàn)場定性讀取結(jié)果。此外，以禾谷鐮孢與擬輪枝鐮孢菌復(fù)合侵染為樣本，建立了基于Cas12/Cas13聯(lián)合應(yīng)用的復(fù)合檢測，實現(xiàn)了一個檢測能診斷判讀多種病原，進(jìn)一步拓展了檢測工具的應(yīng)用場景與潛力。此外，該系列檢測方法還可應(yīng)用于食品安全質(zhì)量檢驗、動植物檢疫、轉(zhuǎn)基因檢測、動植物群體的基因分型與基因表達(dá)檢測等，具有重要的應(yīng)用價值。
該研究得到自然科學(xué)基金和中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項目資助。（通訊員：衛(wèi)斐）
全文鏈接：http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11427-021-2028-x
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