马铃薯病害诊断技术的新发展

近10年来，人类已经在诊断学方面取得了一些大的进展，其中许多技术可以用于马铃薯疾病的检测和诊断。目前最新的诊断技术是实时PCR（聚合酶链反应），这是许多诊断实验室研究的基础技术。它在疾病检测中提供无与伦比的灵敏度，因此在筛选无症状组织或测试土壤样品时非常有用。

目前，测试土壤样品中与马铃薯病原体相关的DNA的存在是可行的。现在，在获取海绵孢子（粉状痂）和炭疽菌（黑点）量化水平上已经取得了成功，并直接将其与病害发展的风险联系起来。但是，在其它土传疾病方面（如枯萎病和丝核病病害）研究的进展较慢，可能由于这些病害是由几种病原菌株的复合物引起的，尤其是在丝核菌存在的情况下，这种菌属是种传的重要接种物。因此，需要对所有这些病原体进行进一步的研究，以将诊断结果与病害的表现结合起来，特别是针对一些特定的条件。

虽然实时PCR具有其优点，但它仍然是基于实验室的方法，需要几个小时来提取DNA和进行PCR。由于这些原因，近来科学界对检测DNA的等温方法表现出了很大的热情。在等温方法中，DNA复制反应在恒定温度（通常为65摄氏度）下进行，而在PCR中，温度循环至95摄氏度并回到60度以分裂DNA，然后复制。由于等温反应在恒定温度下发生，它们不需要昂贵的设备。

在爱达荷大学，我们使用一种称为LAMP（环介导扩增）的等温方法检测各种马铃薯病原体。最近开发的测定包括终极腐霉（腐霉菌渗漏），致病疫霉（晚疫病），韧皮部杆菌（斑马芯片），马铃薯环腐病，败血病（环腐病），链格孢菌（早疫病）和灰葡萄孢（灰霉病）。几项测定正在进一步地开发中，包括一种用于红斑疫霉（粉红腐病）和用于黄萎病（枯萎）。

迄今为止， LAMP对无症状和症状材料的诊断确认显示效果都是极好的。然而，新的研究试图将它应用于自动化取样器中，其将首先检测几种病原体的孢子。该装置不仅捕获孢子，而且还能提取DNA，并用LAMP测试，然后将结果以无线方式报告给实验室或种植者。该装置装载便利，适合用于马铃薯产区A.solani，B.cinerea甚至P. infestans的检测。这个雄心勃勃的项目也希望开发出标记来测试抗药性，并将其纳入检测计划。因此，我们不仅能够告诉种植者何时喷洒，还能告诉他们喷洒什么。

除了检测特定病原体的方法之外，下一代的测序（NGS）技术已经取得了巨大进步，价格下降而数据的质量和数量得到提升。尽管NGS目前还处于实验室阶段，但提供了大量的成本数据，并且已被证明可用于发现新的病毒。目前正在努力使用这样的测序技术来确定存在于土壤中的大量生物体，这将使我们对土壤健康有全新的理解。

在接下来的十年中，我们将看到超越分子技术的出现。无人机在农业中的使用具有巨大的潜力。配备适当仪器的无人机可以允许，甚至增强早期病害的防控。目前已在着手建立一个成像大数据库以促进这一方面的实现。通过在卫星上使用复杂的成像系统，甚至可以更加远程地检测植物病害。然而，使用所有这些技术的关键是彻底的验证技术和得到有意义的诊断结果，然后将其链接到具体的行动。种植者，顾问和科学家需要密切合作，最终达成这样有意义的诊断。
（译自国外报告，受编译水平限制，如有不当之处，请不吝指正）