该法先用化学方法或机械剥离方法分解种子,分别收集需要检查的胚或种皮等部位,经脱水和组织透明处理后,镜检菌丝体和卵孢子。以检测大麦种子传带的散黑穗病菌为例,其操作过程如下:先将种子在加有锥虫蓝的5%氢氧化钠溶液中浸泡22h,再将浸泡过的种子用60~65℃的热水冲击或小心搅动,使种胚分离,并用孔径分别为3.5mm、2.0mm和.0mm三层套筛收集种胚。种胚用95%乙醇脱水2min,再转移到装有乳酸酚和水(3∶1)混合的漏斗中,胚漂浮在上部,夹杂的种子残屑沉在底部并通过连在漏斗下端的胶管排出。纯净的种胚用乳酸酚煮沸透明2min,冷却后用实体显微镜检查并计数含有散黑穗菌菌丝体的种胚,计算带菌率。再如大豆疫霉菌以卵孢子和菌丝体存在于种皮内部,种子检验时应检查种皮里是否带有疫霉菌卵孢子,其检验方法是将大豆种子在10%氢氧化钾溶液或自来水中浸泡一夜,取出后剩下种皮,在解剖镜下制片,然后在显微镜下检查是否见到大豆疫霉菌卵孢子。
八、生长检验
供试材料种植在经过高压蒸汽灭菌处理或干热灭菌的土壤、沙砾、石英砂或各种人工基质中,在隔离场所和适宜条件下栽培,根据幼苗和成株的症状鉴定。检测种子传带的真菌还可用试管幼苗症状检验法,即在试管中水琼脂培养基斜面上播种种子,在适宜条件下培养,根据幼苗症状,结合病原菌检查,确定种传真菌种类。生长检验花费时间长,使其应用受到限制。
九、免疫技术检验
用真菌的完全细胞、菌丝体或孢子、破碎的细胞、细胞的液体过滤液或固体培养物浸提液以及纯化的蛋白质、酶、毒素和多糖等为抗原物质,与特异性抗体结合并通过一定的指示剂表现出这种特异反应,达到检测目标菌的目的。常用的方法主要是酶联免疫吸附法。此外还有放射免疫吸附法、点免疫法、试纸法、免疫印渍法、免疫荧光技术等。抗原选择是否得当,是决定这种检测技术成功的关键。
聚合酶链反应技术(PCR)在病原真菌鉴定方面也有应用,如采用PCR技术来鉴别小麦样品中是否带有小麦印度腥黑穗病菌等。
§§§第六节植物病原细菌的检验
一、直接检验
植物细菌病害有软腐、环腐、萎蔫、溃疡、疮痂、枝枯、叶斑、组织增生(瘿瘤、须根)等多种症状。叶片上病斑常呈水渍状,上有细菌溢脓。病部切片镜检可见细菌溢。检验甘薯瘟(Pseudomonas solanacearum),可选取可疑薯块未腐烂部位,取一小块变色维管束组织,制片镜检,若有细菌溢出现,结合症状特点,可诊断为甘薯瘟。检验马铃薯环腐病菌(Corynebacterium michiganense pv. sepedonicum),尚需挑取病薯维管束的乳黄色菌脓涂片,革兰染色测定呈现阳性反应。
某些病原细菌侵染的种子可能表现症状。例如,菜豆普通疫病(Xanthomonascampestris pv. phaseoli),病种子种脐部变黄褐色。感染溃疡病菌(Corynebacteriummichiganense1pv. michiganense)的辣椒种子瘦小变褐色。白色种皮的菜豆种子在紫外光照射下发出浅蓝色的荧光,表明可能受到晕蔫病菌(Pseudomonassyringae pv. phaseolicola)侵染。但是,并非所有带菌种子都表现症状,直接检验有很大的局限。即使表现症状的种子,仍需用较精密的方法进一步鉴定。
二、细菌分离培养法
常用普通营养培养基、鉴别性培养基或选择性培养基分离纯化提取到的细菌。在鉴别性培养基上,目标细菌菌落有明确的鉴别特征,选择性培养基则促进目标菌生长,而抑制其他微生物生长。如:检测菜豆种子传带晕蔫病菌(Psyringae pv. phaseolicola),可将提取液系列稀释后分别在金氏B培养基平板上涂布分离,在25℃和无光条件下培养3d后,在紫外光或近紫外光照射下有蓝色荧光的菌落,为假单胞杆菌,可能是晕蔫病菌,需选择典型菌落做进一步的鉴定。检测甘蓝黑腐病病原细菌时,提取液在蛋白胨肉汁淀粉琼脂培养基涂布培养,在检出的黄色菌落上滴加鲁戈尔试液,若菌落周边培养基不被染色,则表示淀粉已被水解,该菌落可能为目标菌,再用生物学方法或血清学方法鉴定。
三、生理生化测定
把细菌培养物接种于特定的培养物或检测管,通过产酸、产气、颜色变化等反应,检测细菌的耐盐性、好氧或厌氧性、对碳素化合物的利用和分解能力、对氮素化合物的利用和分解能力、对大分子化合物的分解能力等,达到鉴别目的。如梨火疫病菌[Erwiniaamylovora(Burrill)Winslowetal.]属兼性厌氧,在葡萄糖、半乳糖、果糖、蔗糖和β-甲基葡萄糖苷、海藻糖中产酸不产气,不能利用木糖和鼠李糖,水解明胶,不水解酪蛋白,不还原硝酸盐,不产生吲哚和二氧化硫。
Biolog细菌自动化鉴定系统是美国研制的一种专门用于细菌鉴定的专家系统,该系统将细菌生理、生化过程的检测与先进的计算机管理手段有机地结合起来。应用时只需将经过纯化后的病原细菌制成菌悬液,再接种到反应板上,在4~24h便可得到准确的鉴定结果。为此,该系统的使用,在很大程度上简化了传统的细菌鉴定程序。目前应用3.70版数据库软件可鉴定567种革兰阴性菌和256种革兰阳性菌。
四、致病性测定
用植物病部的细菌溢或分离纯化的细菌培养物接种寄主植物,检查典型的症状。例如,鉴定甘蓝黑腐病黄单胞杆菌时,用针刺接种甘蓝叶片中肋的切片,切片置于1.5%水琼脂平板上,在28℃和黑暗无光条件下培养3d。如确系该菌,则接种部位软腐、维管束褐变。致病性测定是一种辅助鉴定方法,多用于验证分离菌的致病性以排除培养性状与病原菌相近的腐生菌。
五、过敏性反应测定
用接种寄主植物的方法测定细菌培养物的致病性要花费较长的时间,用过敏反应鉴定,只需24~48h,便能区分病原菌和腐生菌。烟草是最常用的测定植物。取待测细菌的新鲜培养物,制成细菌悬浮液,用注射器接种。注射针头由烟草叶片背面主脉附近插入表皮下,注入菌悬液。若为致病细菌,1~2d后,注射部位变为褐色过敏性坏死斑块,叶组织变薄变褐,具黑褐色边缘。
六、噬菌体检验
噬菌体是感染细菌的病毒,能在活细菌细胞中寄生繁殖,破坏和裂解寄主细胞。在液体培养时,使混浊的细菌悬浮液变得澄清,在固体平板上培养时,则出现许多边缘整齐、透明光亮的圆形无菌空斑,称为“噬菌斑”,肉眼即可分辨。噬菌体法的主要优点是简便、快速,能直接用种子提取液测定。缺点是非目标菌多量存在时敏感性较差,噬菌体的寄生专化性和细菌对噬菌体的抵抗性都可能影响检验的准确性。
七、血清学(鉴定)
检验最常用的血清学检验方法是玻片沉淀法和琼脂双扩散法,近年趋向于利用荧光抗体法和酶联免疫吸附法。
荧光抗体法(fluorescentantibodytechnique)先将荧光染料与抗体以化学方法结合起来形成标记抗体,抗体与荧光染料结合不影响抗体的免疫特性,当与相应的抗原反应后,产生了有荧光标记的抗体抗原复合物,受荧光显微镜高压汞灯光源的紫外光照射,便激发出荧光。荧光的存在就表示抗原的存在。荧光抗体法有直接法和间接法两种。直接法是将标记的特异抗体直接与待查抗原产生结合反应,从而测知抗原的存在。间接法是标记的抗体与抗原之间结合有未标记的抗体。国内用间接法检测玉米种子传带的玉米枯萎菌(Erwinia stewartii),该法先将种子提取液在载玻片上涂片,火焰固定后滴加目标菌抗血清,在38℃下培养30min后,用磷酸缓冲液冲洗玻片,晾干后再滴加羊抗兔IgG荧光抗体(异硫氰酸荧光黄标记的羊抗兔-球蛋白,用葡聚糖凝胶G-25过滤层析法除去游离荧光素制成),培育、冲洗、晾干后用荧光显微镜检查。
八、生长检验
常用幼苗症状检验法,即将种子播种在湿润吸水纸上或水琼脂培养基平板上,根据幼芽和幼苗症状作出初步诊断,然后接种证实病部细菌的致病性或做进一步的鉴定。检验甘蓝种子传带黑腐病菌(Xanthomonascampestrispv.Campestris)的Srinivasan方法用200mg/kg的金霉素浸种3~4h后,播种于培养皿内的1.5%水琼脂平板上,在20℃和黑暗条件下培养8d,用实体显微镜观察幼芽和幼苗的症状。带菌种子萌发后芽苗变褐色,畸形矮化,迅速腐烂,表面有细菌溢脓,由子叶边缘开始形成“V”型褐色水渍状病斑。幼苗症状检验需占用较大空间,花费较长时间,难以检测大量种子。有时发生真菌污染,症状混淆,难以鉴定。带有细菌的种子还可能丧失萌发能力,从而逃避了检验。在检疫中生长检验多作为初步检验或预备检验。
九、分子生物学检验
近些年来,分子生物学技术被越来越多的应用于植物病原的检验。应用聚合酶链反应(PCR)可以非常简便快速地从微量生物材料中以体外扩增的方式获取大量的遗传物质,并有极高的灵敏度和显著的专一性,从而大大地提高了对DNA分子的检测能力。由于这一技术具有快速简便、灵敏度高、特异性强的优点,故而在各个领域包括植物检疫方面得到广泛应用和迅速发展,并成为现代分子克隆技术的基本手段。随机扩增多态DNA(RAPD)即为以PCR为基础发展起来的一项DNA水平上的大分子多态检测技术,由于无需专门设计的RAPD扩增反应引物,所以其应用范围更加广泛。E.J.ABlackmore等人曾利用RAPD制作DNA探针,成功地完成了对玉米枯萎菌的检测和鉴定工作。此外,分子生物学技术还被广泛地应用于病毒鉴定、线虫鉴定、昆虫分类等方面。