用于检测采收后产品中真菌致病性的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于检测采收后作物的真菌生命周期的不同发育阶段的系统和方法。更具体地，该系统包括测量换能器，诸如CMOS光电探测器和固定的真菌核酸链。来自测试的采收后产品样品的RNA被加载到本发明专利技术的系统上，并且特定的真菌mRNA转录物与固定链退火。与信号产生组分缀合的报告链进一步结合mRNA转录物，并且当结合后产生可检测的反应时，换能器捕获所述反应并将其转换为可测量的值，指示真菌的数量、存在和发育阶段。存在和发育阶段。存在和发育阶段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测采收后产品中真菌致病性的装置和方法
[0001]序列表
[0002]本申请包含已经以ASCII txt.格式电子地提交的序列表，并且其全部内容通过引用并入本文。所述ASCII副本命名为序列列表(seq.listing)1371
‑
T
‑
21
‑
PCT，大小为2KB。


[0003]本专利技术涉及农业领域，且更具体地本专利技术涉及用于检测采收后果实中处于它们的生命周期潜伏期的真菌的基于CMOS的传感器。

技术介绍

[0004]采收后食物损失的问题是一个主要关心的问题，据估计全世界采收作物的40％至50％主要是由于由真菌引起的生理退化和腐烂(参见“Market and trade impacts of food loss and waste reduction”，Okawa，K.，OECD Food，Agriculture and Fisheries Papers，No.75，OECD Publishing，巴黎，2015)。用于检测采收后病原性真菌的常规技术(即PCR和ELISA)灵敏且精确，但成本高，具有复杂的方案并且不是便携式的，使得这些应用对于田地或温室中的农业用途而言不是最佳的。因此，这些应用并不常用于包装厂。此外，虽然上述技术可以指示这些微生物在作物中的存在，但是没有评估它们的致病性状态。来自几个属的真菌可能导致新鲜产品的采收后腐烂(参见“The top 10fungal pathogens in molecular plant pathology”.Dean，R.等人，Molecular Plant Pathology 13,414
‑
430，2012；“Challenges in postharvest management of fungal diseases in fruits and vegetables
‑
A review.”Rahul，S.N.等人，South Asian J.Food Technol.Environ 1，126
‑
130，2015和“Exploitation of natural products as an alternative strategy to control postharvest fungal rotting of fruit and vegetables”，Tripathi,P.和Dubey,N.K.,Postharvest Biology and Technology 32，235
‑
245，2004)。通常，在渗透入未成熟果实后，真菌保持静止，并且仅在储存和成熟后转换到其致病状态，引发主动攻击。静止感染是微观的，并且在包装或随后的运输期间不能在视觉上检测到(参见“Post
‑
harvest Botrytis infection:etiology，development and management，Botrytis:biology，pathology and control.”Droby，S.和Lichter，A.，Springer，第349
‑
367页，2007，2014。“Chapter 2
‑
Penicillium digitatum,Penicillium italicum(Green Mold,Blue Mold),In:Bautista
‑
S.(Ed.),Postharvest Decay.”Palou,L.,Academic Press,San Diego,第45
‑
102页，2014和“Quiescent and necrotrophic lifestyle choice during postharvest disease development”,Prusky,D.,Alkan,N.,Mengiste,T.,Fluhr,R.,Annual Review of Phytopathology 51，155
‑
176，2013)。
[0005]具有超过470种广泛分布的宿主属(芒果、鳄梨和草莓，仅举几个例子)，胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)是采收后果实中最常见的病害因子之一。在分生孢子萌发后，胶孢炭疽菌(C.gloeosporioides)通常经历三个不同的发育阶段：附着胞(渗透)、静止(潜伏阶段)，和坏死营养阶段，坏死营养阶段导致腐烂。在第一阶段，胶孢炭疽菌
(C.gloeosporioides)渗透入果实角质层，然后它保持处于延长的静止状态直至果实成熟。在果实成熟时，真菌病原体转换到坏死营养阶段，导致果实中的炭疽病。在这些不同阶段期间，真菌病原体显著上调阶段特异性转录物(参见“Simultaneous transcriptome analysis of colletotrichum gloeosporioides and tomato fruit pathosystem reveals novel fungal pathogenicity and fruit defense strategies”，Alkan，N.等人，New Phytologist205，801
‑
815，2015)。
[0006]使用生物传感器进行RNA检测可能是识别作物中病原体存在的最容易、最便宜和最快的方法。典型的生物传感器由三个部分构建：生物报告器、换能器和接口，后者将第一部分固定在第二部分上。质量平衡、光学和石英晶体微天平是适于DNA检测的最常用的测量方法。光学领域中的最新进展已经导致基于互补金属氧化物半导体(CMOS)技术的敏感、低成本和小尺寸光电检测器的开发(参见“CMOS Circuit Design，Layout，and Simulation”，Baker，R.J.，The Institute of Electrical and Electronics Engineers，2005.，以及“Detection of quiescent fungiin Harvested Fruit Using CMOS Biosensor：A Proof of Concept Study”，Zamir，D.等人，Talanta，2020)。基于CMOS的生物传感器已经用于环境空气和水样品中的细菌检测以进行毒性评估测试，并且用作PCR过程监测工具(参见“A highly integrated real
‑
time digital PCR device for accurate DNA quantitative analysis”，Zhou，S.等人，Biosensors and Bioelectronics 128，151
‑
158，2019)。
[0007]属于Jonathan M.Rothberg的EP专利文献230442本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检测植物组织中真菌的系统，所述系统包括：a.测量换能器；b.表面；以及c.固定到所述表面上的核酸链；其中所述系统与混合物接触，所述混合物包含：(i)来自所述真菌的靶标RNA序列；以及(ii)与信号产生组分缀合的报告链；其中来自所述真菌的所述靶标RNA序列与固定到所述系统的所述表面上的所述核酸链退火，进一步地，其中所述报告链与所述靶标RNA序列退火，进一步地，其中所述信号产生组分被配置为产生可检测的反应，进一步地，其中所述系统被配置为指示所述真菌的发育阶段。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述真菌选自由以下所构成的组：稻瘟病菌、灰葡萄孢、胶孢炭疽菌、柄锈菌属、禾谷镰刀菌、尖孢镰刀菌、禾白粉菌、禾生球腔菌、炭疽菌属、玉米黑粉菌、蒂腐色二孢菌、链格孢、指状青霉、扩展青霉、鹦鹉热盘孢、果腐链核盘菌、核果链核盘菌、树突新丝核菌、匍匐茎根霉和林氏黑锈菌。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述真菌选自由以下所构成的组：灰葡萄孢、链格孢、胶孢炭疽菌和扩展青霉。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述植物组织是采收后的产品。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述测量换能器选自由以下所构成的组：光学装置、电化学装置、声学装置、热装置、质量平衡装置及其任何组合。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述光学装置选自由以下所构成的组：CMOS、CCD、PMT、读板器、相机及其任意组合。7.根据权利要求5所述的系统，其中所述电化学装置选自由以下所构成的组：电极，电极单元，具有电导、电流、阻抗或电位成分的丝网印刷电极及其任何组合。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述表面选自由以下所构成的组：二氧化硅、金属、玻璃、塑料、有机聚合物、无机聚合物、硫醇化颗粒、纳米材料、改性二氧化硅及其任何组合。9.根据权利要求1所述的系统，其中固定到所述表面上的所述核酸链通过选自由以下所构成的组的固定技术而固定到所述表面：吸附、共价键合、包埋、交联、自组装、包封及其任何组合。10.根据权利要求1所述的系统，其中固定到所述表面上的所述核酸链和所述报告链选自由以下所构成的组：脱氧核糖核酸、核糖核酸、包含脱氧核糖核酸和核糖核酸的杂交链及其任何组合。11.根据权利要求1所述的系统，其中所述信号产生组分选自由以下所构成的组：酶、基于荧光的分子、基于发光的分子、压电生物传感器、测温生物传感器、光学生物传感器、亲和结合分子、比色材料及其任何组合。12.根据权利要求11所述的系统，其中所述酶是辣根过氧化物酶。13.根据权利要求1所述的系统，其中所述靶标RNA序列是所述真菌的生命周期中不同发育阶段的表征。14.根据权利要求1所述的系统，其中所述发育阶段选自由以下所构成的组：附着胞、静
止和坏死营养阶段。15.根据权利要求1所述的系统，其中所述靶标RNA序列是烯酰
‑
CoA水合酶/异构酶。16.根据权利要求1所述的系统，其中所述靶标RNA序列是SEQ ID NO 3。17.根据权利要求1所述的系统，其中所述报告链是SEQ ID NO 1，其在5
...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：以色列农业和农村发展部农业研究组织ARO火山中心，
类型：发明
国别省市：