[发明专利]一种基于空气中DNA的植物病菌检测方法

说明书

本发明提供了一种基于空气中DNA的植物病菌检测方法。包括：在环境中收集病菌的气体样品；通过过滤排除空气中悬浮孢子的影响，提取空气中的DNA；使用病菌特异性引物检测空气DNA中植物病菌的信号，对样本进行PCR扩增；建立基于气象因子的病菌DNA含量检测模型。

技术领域

本发明属于植物病菌检测领域，尤其涉及基于空气中DNA的水稻稻瘟病检测方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

目前检测植物病菌的的方法主要有4种，即基于光谱技术进行特征提取，建立植物病菌检测模型进行检测；基于机器学习建立检测模型检测植物病害；捕捉空气中的孢子并对病害孢子进行识别；根据与病菌发生有关的气象因子建立模型进行预测。环境DNA是推动生物监测与生态学研究发展的工具之一，被用于生物监测、物种占域研究、濒危物种与入侵物种的检测等研究，尤其是在水生生态系统中。已有研究证明，环境DNA可以从空气中收集。根据以上研究基础，发明人提出了一种新的思路，即通过提取空气中的DNA来检测其中的植物病菌的方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于空气中DNA的植物病菌检测方法，旨在提取空气中的DNA并对其进行分析，根据稻田附近的环境信息如风速、高度等进行建模，得出空气DNA中植物病菌DNA的含量，帮助提前植物病菌的发现时间，提高防治效率。

本发明提供的一种基于空气中DNA的植物病菌检测方法，主要实现样品的采集与数据的分析。

一种基于空气中DNA的植物病菌检测方法，主要包括以下步骤：

(1)在环境中采集样本；(2)在采集的样本中提取空气中的DNA；(3)使用特异性引物检测植物病菌DNA并进行PCR扩增；(4)记录采样的高度，采样时的风速，建立一个植物病菌DNA含量检测模型。

进一步的，植物病菌包括稻瘟病菌、玉米小斑病菌、水稻纹枯病菌等。优选的，所述植物病菌为稻瘟病菌。

进一步的，步骤(2)中包括过滤气体样品、CTAB法提取DNA；

所述过滤气体样品具体步骤为：将压力过滤器指向样本，收集、过滤指定流速和时间下的稻瘟病菌的气体样品；

所述压力过滤器包括抽真空干燥器、蠕动泵、细菌过滤器、捕获过滤器，抽真空过滤干燥器提供了放置气体样品的空间，通过蠕动泵将抽真空过滤干燥器中的气体样品输送到细菌过滤器，细菌过滤器将过滤掉悬浮孢子，随后捕获过滤器将捕获富集空气中的DNA。

压力过滤器中，在0.45μm的滤芯前串联一个0.2μm的细菌过滤器。

所述CTAB法提取DNA具体为：

(a1)用注射器注射3ml的CTAB到压力过滤器中，吸打混匀；

(a2)将步骤(a1)得到的CTAB Buffer平均分装进1.5ml离心管中，每管500ul左右；

(a3)离心管放入65℃水浴锅加热15min；

(a4)加入500ul苯酚:氯仿:异丙醇(24:25:1)，震荡混合均匀，静止5min；

(a5)以13000转/分钟的速度离心10分钟；

(a6)为增加提取的DNA含量，吸取步骤(a5)中离心后的上清重复步骤(a4)和(a5)；

(a7)在新的离心管中加入500ul异丙醇，加入步骤(a6)中的上清，放入-70℃温度下超过1h；

(a8)以13000转/分钟的速度离心步骤(a7)中的混合液15min。