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竹嵌紋病毒快速檢測試劑套組之開發與應用
資料來源:農政與農情
所屬地區:台灣
國立中興大學生科所 徐堯煇 胡仲祺
高容生物科技有限公司 陳信宏
農委會動植物防疫檢疫局 張世忠
一、前言
竹為我國之特產,在藝術與文學上對國人影響均甚為深遠,與松、梅夙有「歲寒三友」之稱,另與梅、蘭、菊共稱為「四君子」,「竹性耐寒,勁直中節」為文學家對竹特性描述最貼切之用語;自古以來,已難計數多少畫家、詩人以竹為題材創造出偉大經典之作。而竹與國人的日常生活亦息息相關,舉凡食、衣、住、行、育、樂等民生事項,皆可見竹之應用,為極具區域代表性與經濟重要性的作物,我國在加入世界貿易組織後,高品質的竹筍與竹製品亦為少數具有我國特色與商業競爭力之農產品。
竹屬多年生常綠植物,稈中空,直立有節,其地下莖所衍生之幼嫩芽,即為吾等日常食用之竹筍。宋朝大學士蘇東坡至愛竹筍之美味,曾讚嘆「寧可食無肉,不可一日食無筍」。竹筍不僅是美味蔬菜,其高纖維促消化、低熱量少油脂之特性,亦是時下所謂健康食材之一。然而竹類病毒病害的發生,逐漸威脅到我國竹筍與竹製品產業,是我國防疫檢疫機關刻正積極面對之挑戰。
二、嵌紋病毒之介紹
竹嵌紋病之最早之報告出現於1974年,當時稱為褐條病,而後經研究確認為病毒所引起,並將此病毒命名為竹嵌紋病毒(Bamboo Mosaic Virus,以下簡稱BaMV)。而由於竹之栽培為藉由無性分株法繁殖,病毒之感染因而遍及全台,大多數具有經濟重要性之竹種均可罹病,影響竹之產量與品質甚鉅。竹嵌紋病毒(Bamboo mosaic potexvirus)是至目前發現感染竹類唯一之病毒,該病毒屬於Potexvirus 屬,具有單鏈正意股RNA基因體,病毒顆粒為長絲狀,在室溫中穩定性佳,主要為經由機械傳播。目前除了巴西、夏威夷及澳洲有過零星報導外,台灣對此病毒之研究最深具基礎。竹感染此病毒之後,通常在葉片造成黃化或褐化的條斑病徵,嫩葉上尤其明顯,而在竹筍與竹莖橫剖面上皆可觀察到褐色到黑色的斑點,上下延伸後在縱剖面上則呈現短釘狀病斑,農民俗稱為"筍釘",造成竹筍組織硬化,感病後期或數年後,竹筍產量顯著減少,大幅降低其品質與經濟價值。
三、無病毒驗證制度
由於竹嵌紋病毒病害並無有效化學藥劑可防治,故即使用無病毒竹苗栽植,對於本病害之管理仍首重預防。有鑑於此,行政院農業委員會(以下簡稱農委會)動植物防疫檢疫局(以下簡稱防檢局)於92年11月14日正式公布「綠竹種苗病毒檢定驗證作業須知」,並委託農委會台南區農業改良場(以下簡稱台南場)負責申請案之受理、病毒檢定、發證等事宜,藉以防止病毒藉由綠竹種苗傳播蔓延,提昇綠竹種苗及其產品品質。台南場自1989年起,即已著手開始建立無病毒綠竹苗之繁殖體系,利用酵素連結免疫吸附法(ELISA)與目視檢測篩選健康竹苗,於新化分場建立健康母本竹園,並陸續提供健康竹苗供台南縣附近之農民種植,而使用健康竹苗之竹園所生產之竹筍均可達到品質提昇,產量提高之成效。
四、快速檢測試劑套組之開發與應用
早期正確的檢測與診斷竹母本或竹苗是否感染BaMV,在病害管理中扮演著非常關鍵且決定性的角色。然而目前主要的診斷方法包括ELISA、免疫擴散沉澱法、聚合?鏈反應法(PCR)、光學與電子顯微鏡檢測法、核酸探針及各式墨點法等,在操作之速度及簡便性、試劑之敏感性與專一性、套組之經濟性等方面仍有極大之改進空間,而大多數種苗繁殖者無法自行檢測,必須將樣本寄送至研究單位進行檢測,較為耗時且不符經濟效益,且需要實驗室昂貴儀器設備與高價試劑加以輔助,並不適合第一線工作人員所使用。故如何研發出一種快速、簡便、準確、走出實驗室及甚至一般種苗栽植者可直接操作之竹嵌紋病毒快速檢測試劑套組,乃為本研究之目的。
「竹嵌紋病毒快速檢測試劑套組」是以目前已建立之植物病毒快速診斷試劑套組技術平台為基礎所進行之研發工作,其過程包括(1)從已知感染BaMV之竹病葉中純化出病毒。(2)抗血清力價測定,因相同血清應用於快速診斷試劑套組時,所需使用之力價不同於一般血清學方法所使用者,故需將原已製備之血清重新以快速檢測試劑套組測定其反應所需力價與稀釋濃度。(3)製備免疫球蛋白IgG 。(4)利用偶合劑,將鹼性磷酸酵素與純化之免疫球蛋白進行偶合後再進行純化。(5)將竹嵌紋病毒免疫球蛋白及其酵素偶合物進行快速診斷試劑套組之研發、實際測試及效果評估。(6)與現行檢測方法進行比較,靈敏度與準確度均符合標準以上時,確認實用性與進行商品化。
目前所研發完成之竹嵌紋病毒快速檢測試劑套組之操作方法,其步驟為先採下竹株之葉片組織,加入稀釋劑研磨後,將其檢體溶液點在測試條上,經數種藥劑反應後,即可以肉眼直接進行結果判讀,白色代表沒有感染病毒,紫色則表示植株已經感染病毒。本檢測試劑具有以下特性︰
1、可於常溫下運送及使用,無須低溫冷藏。
2、操作簡便,無需相關輔助儀器與藥劑或特殊訓練,可以肉眼進行判讀。
3、可於田間現場操作,反應時間短,30分鐘內即可獲知檢測結果。
4、一次可同時檢驗多達十個樣本。
5、診斷靈敏準確度與常用之ELISA或西方墨點法(Western Blot)相當,甚至更靈敏,可有效診斷出潛伏感染之植株。
五、結語
竹嵌紋病毒快速檢測套組可作為協助建立與推廣無病毒種苗驗證制度之檢定工具,亦可協助防疫第一線工作人員用以區分病徵極為相似之作物生理性病害與病毒病害,迅速掌握疫情,研擬對策,進行有效防治。此外,還可協助試驗研究單位及農產業界篩選健康種苗或抗病品種,提高作物品質與產量。此檢測試劑套組之應用,有助於生產健康之竹筍,進而讓我國高品質無病毒之鮮綠竹筍更具國際競爭力。
〈摘錄自農政與農情第146〉
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