甘肃检验检疫局巢式NEST-PCR试剂盒为番茄快速“体检”

2010-6-25 10:50 来源: 中国质量新闻网
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  2010年6月12日,甘肃检验检疫局技术中心外繁种子检疫重点实验室一项技术发明―――检测番茄溃疡病菌的巢式NEST-PCR试剂盒获得国家知识产权局专利授权。

  这项凝聚着技术人员心血、耗时3年的实用新型专利,揭开了该局外繁种子检疫重点实验室解决种子检疫关键技术的序幕。

  科研团队

  科技攻关

  ■检测灵敏度高 ■检测周期短 ■检测稳定性强 ■检测成本低

  亚洲最大的制种基地:璀璨明星

  河西走廊,闻名于世的古丝绸之路,戈壁千里,人烟稀少。祁连山雪水,养育着这个横亘中国西北的狭长地带上的数百万农牧民。在一个个建立在沙漠上的绿洲里,20多年前,开始形成了一个特殊的产业―――制种业。年降雨不过200毫米,充足的光照、明显的昼夜温差、一望无际的荒漠隔离,这正是各种农作物制种得天独厚的条件。外商纷至沓来,他们带着原种,在这块土地上扩大繁殖之后,又出口到世界各地,历时20余年。到2009年,河西三地区(武威、张掖、酒泉)已有46家种子公司承担了欧洲、美国等全球25个国家和地区30余个境外公司的制种业务,2009年底繁育蔬菜、瓜类、花卉5万亩,品种100多个2000余个组合,年产值约7000万美元,种苗进出口规模占全国种苗出口的50~60%以上,全球10大种子公司中,有四大种子公司在河西走廊均有大规模制种业务。这些耀眼的数字,奠定了甘肃河西走廊作为亚洲制种行业老大的地位。

  如今,夏天的河西走廊,绿叶千里、鲜花遍地。来自世界各地的种子,在这里开花结果,而这里生产的种子,又进入了全世界各地的城市花园和百姓餐桌。制种业,成了继敦煌莫高窟、酒泉卫星发射基地之后又一张甘肃名片。

  专利证书

  现场采样

  有害生物入侵:不容小觑

  祸兮福所倚,福兮祸所伏。种子―――这种各种危险性病害远距离传播的最重要媒介,在给河西走廊带来欣欣向荣、蓬勃向上的特色产业的同时,也带来了“特色的”外来有害生物,威胁着我国的农业生产安全。

  为了遏制有害生物随种子入境传播,20多年来,甘肃检验检疫局植检技术人员,时刻从实验室到田间跟踪着这些潜在的有害生物。自甘肃设立动植物检疫局以来,累计田间调查100余次,检测各种进口种子5000批次,检测各种植物病原细菌、病毒、真菌等有害生物60000余个,发现各种种子传播病害150余种,其中实验室截获的植物高风险病害如烟草环斑病毒、黄瓜绿斑驳病毒、番茄溃疡病菌、番茄疮痂病菌、小西葫芦黄花叶病毒等50余批次,普通种传病害100余批次。

  以检测带动科研以科研带动平台

  种传病害的最大特点,就是种子带菌(毒)率不足10%,也就是说100粒种子中,可能带菌(毒)的种子,不足10粒,事实上,大多数种传病害,种子带菌(毒)率仅有1~3%,要从100粒种子里,检测到1~3粒的带菌(毒)种子,其难度不亚于大海捞针。

  虽然病原检测技术突飞猛进,各种高灵敏度的检测方法层出不穷,但是作为繁殖材料的种子,由于样本量、检测周期的限制等因素,种子检测的难度和工作量可想而知。

  既要保证种子不带病下地,严把国门,又要保证不违农时,促进种子国际贸易,甘肃的检验检疫部门,面临着一个两难的选择。研究快速、准确、灵敏的种子检测技术,成了甘肃局外繁种子重点实验室亟待解决的问题。

  实验室制定了“横向联合科研院所,挖掘自身潜力,加强种子病害检测技术研发”的研发策略,以提高现有检测技术灵敏度为切入点,尽可能降低种子带病入田。

  实验室主任刘箐博士和兰州大学、甘肃农业大学、同济大学等科研院所合作,兼职硕士生导师招收研究生,专业从事种子病害检测技术的研发。番茄溃疡病菌,这种全球植物检疫部门重点盯防的危险性病害,成了检测技术研发的首选。

  2006年开始,由刘箐博士领衔的研究团队逐渐组建起来,开始了番茄溃疡病快速、超灵敏检测技术的研发。从此以后,这个研究小组成了整个技术中心最忙碌的团队。位于甘肃局10楼的种子实验室,晚上10点仍然灯火通明,盒饭成了团队的家常便饭。

  一份耕耘一分收获,经过三年的不懈努力,种子实验室建立了8种快速检测方法,并从检测灵敏度、检测周期,检测稳定性及检测成本等角度,筛选出四种快速、超灵敏检测技术,其检测灵敏度,比常用的酶联免疫高出10~10000倍,且检测快速、成本低廉、结果稳定,目前已经全部运用到检测实践上。以前常规方法无法检测到的病害,这些新技术和新方法的运用,近乎完美地解决了问题,大大提高了病害的检出率。

  2009年,实验室截获各种有害生物58批次,不仅居于全系统种苗检疫截获率之首,也创下了实验室建立以来截获有害生物的最高纪录。

  这种技术创新研发策略,不仅解决了番茄溃疡病的检测灵敏度问题,而且辐射到了其他种子病害检测技术的研发上。在不远的将来,将会研制出一种用一份检测样品,检测所有种子病害的生物芯片,逐渐建设“植物病原的生物芯片检测技术平台”。

  此外,由于目前国内植物检疫所用抗体,全部依赖于国外进口,2009年开始,实验室又开始了“单克隆抗体制备技术”研发,目前已经获得番茄溃疡病单克隆抗体三株,期望在未来的几年中,建立“植物病原单克隆抗体生产平台”,逐渐做到种子病害检测抗体国产化。

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  一个人的实验室变成八人团队

  1999年“三检合一”的时候,原植物检疫实验室仅有一人和数台显微镜,大量的种子检测业务无法开展。2003年,甘肃局党组深入调研后,当即拍板自筹资金,投建500平方米的种子检疫实验室,其中建设洁净实验室250平方米,从此以后,种子实验室的建设拉开了序幕。

  2004年,购进基本设备50余万元;2005年改造普通实验室,同时投建全自动日光隔离温室一个,引进专业硕士两名;2007~2009年间,购买各种大型设备十余台,价值达400余万元。在硬件大刀阔斧投入的基础上,实验室人员也由以前的一人增加到目前的8人,其中博士1名,硕士3名,实验员(本科)5人。种子检疫步入了快速发展的快车道。

  目前,实验室设细菌组、病毒组、真菌组、害虫组、品质组、杂草组6个检测及科研小组,检测项目涉及植物病毒34种,细菌6种,真菌15种,进出口种苗检测检验业务量和检测水平均处于全系统前列。

  “技术专利的申请,只是种子检疫技术创新的一个序幕,我们还有很多的种子检测技术正在申请专利或者授权”,对此次授权的技术专利,专利持有人、外繁种子检疫重点实验室主任刘箐博士轻描淡写地说。这位放弃国外优厚待遇,毅然回国从事检验检疫事业的年轻海归博士,这位兰州大学的兼职教授、甘肃农业大学和兰州大学两所大学的兼职硕士生导师提出,甘肃局外繁种子实验室在种子病害检测方面虽然已经取得了骄人的成绩,但是要达到国外同类实验室的技术水平,还有很长的路要走。