Nachweis von Phytophthora capsici im Bewässerungswasser mit Loop-Mediad Isothermale Amplifikation

Owen Hudson; Sumyya Waliullah; Justin Hand; Romina Gazis-Seregina; Fulya Baysal-Gurel; Md Emran Ali

doi:10.3791/61478

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Methodenartikel

Nachweis von Phytophthora capsici im Bewässerungswasser mit Loop-Mediad Isothermale Amplifikation

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DOI:

10.3791/61478

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25. Juni 2020

Owen Hudson¹ , Sumyya Waliullah¹ , Justin Hand² , Romina Gazis-Seregina³ , Fulya Baysal-Gurel⁴ , Md Emran Ali¹

¹Department of Plant Pathology, Coastal Plain Experiment Station, University of Georgia, ²University of Georgia Cooperative Extension, ³Department of Plant Pathology, Tropical Research & Education Center, University of Florida, ⁴Department of Agricultural and Environmental Sciences, Otis L. Floyd Nursery Research Center, Tennessee State University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Wir haben eine Methode entwickelt, um Phytophthora capsici zoospores in Wasserquellen mit einer Filterpapier-DNA-Extraktionsmethode in Verbindung mit einem schleifenvermittelten isothermen Amplifikationstest (LAMP) zu detektieren, der im Feld oder im Labor analysiert werden kann.

Zusammenfassung

Phytophthora capsici ist ein verheerender Oomycete-Erreger, der viele wichtige solanaceous und cucurbit Kulturen betrifft, die erhebliche wirtschaftliche Verluste in der Gemüseproduktion jährlich verursachen. Phytophthora capsici ist bodenbedingt und aufgrund seiner langlebigen Überlebensstrukturen (Oosporen und Chlamydosporen), die Witterung und Degradation widerstehen, ein anhaltendes Problem auf Gemüsefeldern. Die Hauptmethode der Dispersion ist durch die Herstellung von Zoosporen, die einzellig sind, flagellated Sporen, die durch dünne Wasserschichten auf Oberflächen oder in wassergefüllten Bodenporen schwimmen können und in Pfützen und Teichen ansammeln können. Daher können Bewässerungsteiche eine Quelle des Erregers und der Anfangspunkte von Krankheitsausbrüchen sein. Der Nachweis von P. capsici in Bewässerungswasser ist mit traditionellen kulturbasierten Methoden schwierig, da andere Mikroorganismen, die in der Umwelt vorkommen, wie Pythium spp., in der Regel P. capsici überwuchern, was es nicht nachweisbar macht. Um das Vorhandensein von P. capsici-Sporen in Wasserquellen (Bewässerungswasser, Abflusses usw.) zu bestimmen, haben wir ein Handpumpen-basiertes Filterpapier (8-10 m) entwickelt, das die Sporen des Erregers (Zoosporen) erfasst und später verwendet wird, um die DNA des Erregers durch eine neuartige, schleifenvermittelte isotherme isotherme Amplifikation (LAMP) zu verstärken. Diese Methode kann DNA aus einer Konzentration von bis zu 1,2 x 10² Zoosporen/ml verstärken und detektieren, was 40-mal empfindlicher ist als herkömmliche PCR. Bei der Prüfung eng verwandter Arten wurde keine Kreuzverstärkung erreicht. LAMP wurde auch mit einem kolorimetrischen LAMP-Master-Mix-Farbstoff durchgeführt, der Ergebnisse anzeigte, die mit bloßem Auge für die schnelle Erkennung vor Ort gelesen werden konnten. Dieses Protokoll könnte an andere Krankheitserreger angepasst werden, die sich über kontaminierte Bewässerungssysteme aufhalten, ansammeln oder dispergieren.

Einleitung

Das Recycling von Wasser in landwirtschaftlichen Betrieben und Baumschulen wird aufgrund der steigenden Wasserkosten und der Umweltbedenken hinter der Wassernutzung immer beliebter. Viele Bewässerungsmethoden wurden für Züchter entwickelt, um die Ausbreitung und das Auftreten von Pflanzenkrankheiten zu reduzieren. Unabhängig von der Quelle des Wassers (Bewässerung oder Niederschlag) wird Abflusses erzeugt, und viele Gemüse- und Gärtnereien haben einen Teich, um Abflusses zu sammeln und zu recyceln¹. Dadurch entsteht ein Reservoir für eine mögliche Anhäufung von Krankheitserregern, die die Ausbreitung von Krankheitserregern begünstigt, wenn das ....