[發(fā)明專(zhuān)利]基于電子鼻的小麥中矮腥黑穗病菌的快速定量檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210039040.8
• 申請(qǐng)日: 2012-02-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103257155A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹學(xué)仁;周益林;段霞瑜;陳萬(wàn)權(quán)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/00
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明“基于電子鼻的小麥中矮腥黑穗病菌(TCK)的快速定量檢測(cè)方法”可用于對(duì)小麥中TCK的快速定量檢測(cè)，屬于農(nóng)作物病害防治和植物檢疫技術(shù)領(lǐng)域。

(二)背景技術(shù)

小麥矮腥黑穗病菌(Tilletia?controversa?Kühn，簡(jiǎn)稱(chēng)TCK)是一種重要的世界性檢疫病原菌，由其引起的小麥矮腥黑穗病是麥類(lèi)黑穗病中危害最大、極難防治的檢疫性病害之一。目前，該病害已在歐洲、美洲、亞洲、非洲等30多個(gè)國(guó)家發(fā)生，尤其是美國(guó)西北部的小麥染病尤為普遍。小麥矮腥黑穗病至今仍被我國(guó)列為嚴(yán)禁入境的A1類(lèi)檢疫病害。

小麥矮腥黑穗病菌能侵染小麥、大麥、黑麥等15屬60多種禾本科植物，其中對(duì)小麥危害最易且嚴(yán)重，小麥矮腥黑穗病引起的產(chǎn)量損失一般為20％-50％，嚴(yán)重時(shí)可達(dá)75％-90％，甚至絕產(chǎn)。

TCK以菌癭混在小麥種子中或以冬孢子粘附在種子表面進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播，而且冬孢子存活時(shí)間長(zhǎng)，可在土壤中存活3-10年，此病一旦傳入和定殖很難根除。我國(guó)口岸檢疫機(jī)構(gòu)曾多次在由美國(guó)、加拿大、歐盟進(jìn)口小麥中截獲TCK冬孢子。目前研究發(fā)現(xiàn)該病害傳入和定殖中國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)較高，因此必須采取嚴(yán)格地檢疫檢驗(yàn)措施。

實(shí)現(xiàn)對(duì)小麥中TCK冬孢子含量的定量檢測(cè)是檢疫所必需的，關(guān)于對(duì)此病害的檢測(cè)和定量主要從形態(tài)學(xué)、生物學(xué)及分子生物學(xué)等方面進(jìn)行，但這些均需要進(jìn)行病原菌的分離或病原菌DNA的提取，時(shí)間較長(zhǎng)而且需要損害樣品，因此對(duì)于口岸檢疫來(lái)說(shuō)，急需更加快速、準(zhǔn)確和無(wú)損的定量檢測(cè)方法。

電子鼻(electronic?nose)是一種由具有選擇性的化學(xué)傳感器陣列和適當(dāng)?shù)哪Ｊ阶R(shí)別系統(tǒng)組成，能識(shí)別簡(jiǎn)單或復(fù)雜氣味的儀器。受TCK危害后的小麥籽粒變?yōu)榫`，具有魚(yú)腥味，這就為利用電子鼻技術(shù)來(lái)檢測(cè)小麥中的TCK提供了可能。

目前已有利用電子鼻識(shí)別小麥中TCK的研究報(bào)道，但還未見(jiàn)有利用該技術(shù)對(duì)小麥中TCK含量進(jìn)行定量檢測(cè)的研究報(bào)道。

(三)發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題為了減少目前用于TCK定量檢測(cè)所需的時(shí)間及實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的無(wú)損，本發(fā)明的目的是提供用于快速定量檢測(cè)小麥中TCK含量的電子鼻方法。該方法不僅縮短了實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)所需的時(shí)間，而且不會(huì)對(duì)檢測(cè)樣品帶來(lái)任何損害。同時(shí)除了需要電子鼻儀器本身外，基本上不需要其他試劑，可節(jié)約定量檢測(cè)成本。該方法可在我國(guó)口岸TCK檢疫中大規(guī)模推廣。

技術(shù)方案

基于電子鼻的小麥中矮腥黑穗病菌的快速定量檢測(cè)方法，包括：

1)用于小麥中TCK含量定量檢測(cè)的樣品制備

稱(chēng)取50g待測(cè)小麥樣品加入三角瓶中，用雙層的保鮮膜封口。

2)電子鼻測(cè)定方法

采用直接頂空吸氣法。即直接將進(jìn)樣針頭插入裝有小麥的雙層保鮮膜密封的三角燒瓶中，電子鼻進(jìn)行測(cè)定。電子鼻選用由德國(guó)AIRSENSE公司生產(chǎn)的PEN3型電子鼻系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有10個(gè)不同的金屬氧化物傳感器，組成傳感器陣列。

3)測(cè)定條件

采樣時(shí)間為1秒/組，傳感器自清洗時(shí)間為100秒，傳感器歸零時(shí)間為10秒，樣品準(zhǔn)備時(shí)間為3秒，進(jìn)樣流量為300ml/min，分析采樣時(shí)間為40秒。

4)小麥中TCK冬孢子含量的定量

對(duì)未知樣品進(jìn)行電子鼻測(cè)定得到10號(hào)傳感器的響應(yīng)值后，根據(jù)樣品是否經(jīng)過(guò)熏蒸，通過(guò)建立好的熏蒸和未熏蒸小麥中TCK冬孢子含量與10號(hào)傳感器響應(yīng)值的關(guān)系模型計(jì)算未知樣品中TCK冬孢子的含量。

有益效果

本發(fā)明基于電子鼻的小麥中矮腥黑穗病菌的快速定量檢測(cè)方法，可用來(lái)定量檢測(cè)小麥中TCK冬孢子的含量，與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明具有以下的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

1)操作簡(jiǎn)單。本發(fā)明只需將電子鼻的進(jìn)樣針頭插入裝有樣品的容器中后即可進(jìn)行測(cè)定，不需要其他操作如冬孢子的分離或冬孢子DNA的提取等。

2)檢測(cè)所需時(shí)間短。由于省去了冬孢子的分離或DNA的提取等步驟，本發(fā)明單個(gè)樣本檢測(cè)所需時(shí)間僅2Min左右。

3)成本低。本發(fā)明在樣品檢測(cè)過(guò)程中不需要其他試劑，大大節(jié)約了檢測(cè)成本。

4)靈敏度高。利用本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)小麥中不同TCK冬孢子含量的定量檢測(cè)，包括對(duì)每50g小麥種子中TCK冬孢子含量為10個(gè)左右的樣品。

因此本方法實(shí)用性強(qiáng)，可滿(mǎn)足植物檢疫及病害監(jiān)測(cè)的需要。

(四)附圖說(shuō)明

圖1：10號(hào)傳感器響應(yīng)值與未熏蒸后小麥中不同TCK冬孢子含量之間的關(guān)系

圖2：10號(hào)傳感器響應(yīng)值與熏蒸后小麥中不同TCK冬孢子含量之間的關(guān)系

(五)具體實(shí)施方式