植物病毒检测技术研究进展分析

薛 超

(墨尔本大学，澳大利亚 墨尔本)

引言

现代植物病毒学已经历经了近百年的发展，对植物病毒的检测手段与方法也正朝着快速、灵敏与准确的方向不断创新和改进。随着我国加入WTO，逐步参与到频繁的国际种苗调运、水果蔬菜买卖等农业交流活动中，植物进出口的种类更多，批次更多，货值也更大，带动了我国农业经济的发展，极大地丰富了我国植物市场，同时也加大了危险性植物病毒传入我国的风险，相关部门的病毒检验检疫工作也变得越来越重要。如何采取有效措施对植物病毒进行高效精准地检测，值得广大植物生物从业者进行深入思考和研究。

1 植物病毒检测技术

植物病毒检测技术从宏观层面进行分析就是对常见植物的植株本体或者茎、根等部分进行病毒检测检疫的技术。从微观层面看,病毒由于其遗传物质的不同主要分为以下2种，DNA病毒和RNA病毒。研究表明,当前的植物病毒以RNA病毒为主。根据检验目的的不同,选择不同的专业检测技术，对植物所感染的病毒性状、种类以及浓度进行专业分析。传统的植物病毒检测技术主要采取以指示植物为代表的生物学方法。随着社会的发展，显微镜的发明使得微观世界具有了可视化特性，这为植物病毒检测提供了极大便利。伴随科技的进步以及人们对微观世界的探索进一步深入,基于抗原抗体的免疫学检测技术和基于植物遗传物质的分子生物学检测技术也相继问世。相关检测技术的不断创新发展,使得植物病毒的检测效率不断提升。

2 植物病毒检测的意义

在植物进出口检疫领域大有作为，随着国家贸易的日益繁荣,我国以农产品为主的植物进出口数量也不断增多，只有精准快速有效的植物病毒检测技术才能为国门的防守筑起牢固的技术壁垒。在植物培育、繁殖方面大有意义。

3 传统植物病毒防治技术简述

植物病毒传统防治技术以媒介昆虫防治、脱毒技术、筛选和培育抗性品种以及弱毒株接种技术为主。媒介昆虫防治技术,昆虫是植物病毒传播和扩散的主要介质,采取昆虫防治措施切断病毒传播的纽带,即能实现植物病毒病的有效防控。脱毒技术，病毒在植物体内的分布并非绝对均匀，在植物顶端中的病毒浓度和含量往往较少，因而可以选择性地对茎尖组织进行培育，从而实现种苗的脱毒。对病毒感染后产生抗性的品种进行筛选,针对性地进行培育,在理论上是可行的，但是植物病毒不是一成不变的，其往往随着环境和植株自身的变化而产生变异，这给抗性品种的筛选和推广增加了难度。弱毒株接种技术,对相应植株进行专业的弱毒株接种,能够极大提升该种植株对此病毒的抗性。但是该技术应用时各方面的成本较高,不利于该技术的大面积使用。

4 植物病毒检测技术分析

随着微观世界探索在科学技术的助力下不断深入,各种植物病毒检测技术在高效性、便捷性以及精确性上的探索日益深入,检测形式也日趋多元化,本文主要针对以下植物病毒检测技术进行分析。

4.1 形态学技术

4.1.1 生物学技术

生物学技术主要是依赖于某一特殊植物对某种病毒的敏感性而成立的。当一种植物对某种或某些特殊病毒极其敏感,并且在感染后能够快速做出相应反应,表现出一定的直观性状时，这种植物就可以成为是该类病毒的指示植物。该技术能够帮助研究者较快地从指示植物直观性状上的表现对感染病毒进行初步辨析。

4.1.2 电子显微镜技术

当从植物的直观性状表现上无法辨析感染病毒的类别时,就需要借助于显微镜进行更细微层次检测。对待测组织进行制样,借助负染色技术以及切片技术的应用进行有效观察。从过往的实践表明,电子显微镜技术在植物组织观察领域具有极强的优势,即使在被感染的植物中病毒含量极低,其在显微镜下也无所遁形,通过显微镜技术与其它检测技术的协同作用能够极大提升病毒检测人员的检测效率。

4.2 免疫学技术

4.2.1 酶联免疫吸附技术

酶联免疫吸附技术在植物病毒检测中的使用较为广泛,具有直观、耗时较短的特性。在固相支持物上对抗原和抗体进行包被,从而达到在固体表体进行免疫反应的目的；通过观察抗体及抗原上相应底物与酶发生反应所表现出来的颜色来对病毒进行有效地检测。

4.2.2 免疫荧光技术

基于荧光材料的可视性,通过显微镜对植物组织结构进行观察和检测的技术就是免疫荧光技术。将待检测的植物组织制成样本，用颜色特异的荧光染料对特定抗体进行着色，这样就可以根据荧光染料放映出来的颜色对病毒进行有效地分析研判。免疫荧光技术的应用能够极大提升检察的便捷性和直观性。但在该技术的应用过程中要对光漂白现象引起高度重视，对光照强度、曝光周期以及荧光剂浓度进行有效控制，从而实现检测敏感度和准确性的有效提升。

4.2.3 荧光原位杂交技术

荧光原位杂交技术不是单一技术的直接使用，而是多种技术的有效结合，其中具有代表性的就是杂交技术、荧光技术以及显微镜技术。相比免疫荧光技术，其引入了杂交技术，能够对RNA序列进行针对性地识别并与其结合，所以该技术具有极强的特异性。

4.2.4 电印迹免疫技术

电印迹免疫技术对病毒的敏感性极强，因此往往用于较低浓度的病毒检测中。对待检测的病毒蛋白进行有限提取，通过电泳技术将病毒的外壳蛋白进行分离并将该蛋白通过相关技术传递到醋酸纤维素膜之中，借助与抗原抗体的反应来对病毒进行有效分析和研判。虽然电印迹免疫技术具有某些优异特性,但局限于其操作的复杂性,故不用于数量巨大的样品检测中。

4.3 分子生物学技术

4.3.1 聚合酶链式反应技术

对某一微量特定的DNA进行放大扩增从而实现检测目的的技术就是PCR技术。在缓冲液中加入各种引物和待检测样本以及相应的聚合酶混合物，对该混合物进行高温作用使得DNA发生变性后进行退火处理，采取电泳和核酸杂交技术对病毒进行检测。当前的PCR技术已经在多种生物领域得到广泛应用。在植物病毒检测领域,更是因其快捷性、准确性以及灵敏性占据一壁江山。但其应用也不是无条件的，在DNA未知的情况下，该技术则不能快速而准确地进行DNA复制，这就产生了一定的局限性。

4.3.2 实时荧光定量PCR技术

在PCR系统中引入荧光基因技术，二者及时结合就是实时荧光定量PCR技术。荧光信号的有效引入能够将原来简单的PCR技术性状分析转变为有效定量研判。此外，荧光信号的有效观察能够实现PCR过程的全面掌控目的。相比于常规PCR技术，实时荧光定量PCR技术的操作更加便捷，因而其操作过程产生的污染也较少。但是该技术对设备要求较高,当前相关的技术设备价格较高。

4.3.3 多重PCR技术与巢式PCR技术

多重PCR技术相比于常规PCR技术能够实现多个基因序列的同时检测目的。巢式PCR技术主要应用于低病毒浓度检测情况中，该技术能够通过样本制备过程的简化有效降低技术操作过程的污染，提升检测的敏感性和精确度。

4.4 生物传感器技术

生物传感器的使用能够将物质浓度转变为电子信息，通过对电信号进行传递，利用信号分析装置对所传递的信息进行分析处理，从而实现病毒检测目的。当前的生物传感器种类众多，主要以纳米生物传感器、DNA分子信标传感器以及酶催化传感器为主要代表，这些生物传感器在植物病毒检测中的使用较为广泛。

5 植物病毒检测技术的反作用

植物病毒检测技术的提升不仅对被感染植物的检疫检测有积极作用，还对植物病虫害的防治有重要意义，本文主要对植物病毒防治中的抗病毒药剂研制和基因工程技术应用进行简析。

5.1 抗病毒药剂的研制

病毒对植物进行感染后进入植物中，迅速挤占原有宿主细胞内的有限资源来繁殖新一代病毒，繁殖的新型病毒会继续感染更多的植物细胞，最终造成植物的病态甚至死亡。长久的植物病虫害防治实践证明，传统的药剂对被感染的植物宿主内病毒繁殖的抑制作用十分有限，这就迫切需要研制出新型的抗病毒药剂。随着病毒检测技术的不断提升，其对抗病毒药剂的研究也大有裨益，各种天然的环境友好型抗病毒药剂相继发现，科研人员根据天然药剂的作用机理进行各种实验操作,最终人工合成了抗病毒药剂，这为抗病毒药剂的大量使用提供了坚实基础。

5.2 基因工程技术

病毒感染植物后会产生大量的病毒RNA，因此要想进行植物的病毒防治，就要对这些关键的病毒RNA下手，切断病毒繁殖和传播的主要渠道。通过基因工程技术的精准性和高效性能够达到事半功倍的植物病毒控制效果。随着该技术的日益成熟，基因工程技术已经被社会大众所接受，当前转基因农产品的销量也逐步增多，我国在转基因作物的培育和销售上也有所建树。

6 展望

随着全球环境的不断变化，狡猾的病毒也不断出现变异，与此同时，贸易壁垒的不断打破促进全球化的进程不断加快，使得植物病毒变异能力和传播效率大幅提升。从植物病毒检测技术的发展历程来看，从传统的指示植物检测的表观性不断向以基因技术为代表的深层次细微性状进行深入研究。虽然当前的植物检疫技术已经取得一定成就，但是植物病毒防治战役是一场极其难打的持久战,不仅要向更高层次的技术进行探索研究，还要注重各种技术之间的相互作用，争取实现1+1>2的目的。

7 结语

综上所述，植物病毒检测是植物病虫害防治的基础，高效、便捷、精准的检测技术不仅能帮助我国提升植物进出口安全性，而且还能对病虫害的防治有所助益，在降低农业病虫害损失方面发挥着巨大作用。虽然现阶段已经对植物病虫害感染机制有所把控,并研发出部分病毒抑制药剂，但要戒骄戒躁，为达到植物病虫害的长效防控,持续不断地对植物病毒检测技术和防治措施进行更新，为我国植物的健康稳定生长保驾护航。