海南大学开发污染微生物快速检测和精准防治技术

污染微生物监测与防治是制约微藻实验室操作和工厂化养殖过程的核心瓶颈之一。传统的污染微生物检测鉴定方法主要依赖于形态学特征、生理生化反应以及基因型分析。这些方法需要长时间的微生物培养过程,细胞繁殖周期少则数天多则数周。滞后的病害诊断过程往往导致无法及时发现污染微生物,从而加重疫情,甚至带来灾难性影响。更有甚者,相当一部分污染微生物生长条件苛刻,在实验室条件下难以培养。面对这一现状,传统检验手段往往无能为力。因此,快速灵敏的污染微生物检测和精准防治在微藻养殖过程中具有重要的意义。

由于微藻养殖过程中污染微生物种类的复杂性和认识的局限性,研究团队首先以具备相对明确基因型和病理表型的检疫性植物病原微生物为例,采用拉曼光谱技术实现了污染微生物的快速、原位、高效检测。该方法无需微生物分离、无需细胞富集培养,在单细胞水平上实现对微生物的实时、原位、高效检测。与常规分子生物学检测方法(需富集培养过程)相比,该方法具有相当地灵敏度和识别率。同时,由于该方法基于单细胞成像,不依赖于细菌的繁殖,因此通常能够在40分钟内完成病原菌的检测和鉴定。因此它在污染微生物快速发现方面具有明显的优势。

ss.jpg为了进一步实现对污染微生物的精准防治,通过深度挖掘目标藻种与污染微生物遗传信息的差异,研究团队从已知靶点的“药物库”中,选取作用于特定代谢通路的“药物”,通过精准施药,从而实现了对污染微生物的防治。本研究发现的基于物种特异的遗传特征,选择性的设计、定制针对特定微藻藻种的污染微生物防治的策略,为基于基因组信息的微藻精准药物的研发提供新的思路。相关成果在线发表于Advanced Science (DOI: 10.1002/advs.201700127)Algal Research (Gan et al., A customized contamination controlling approach for culturing oleaginous Nannochloropsis oceanica, Algal Research, in press)。

上述工作由海南大学路延笃教授主持,由南海海洋资源利用国家重点实验室、美国德克萨斯理工大学、山东出入境检验检疫局和海藻活性物质国家重点实验室等合作完成,获得了基金委、国家海洋局十三五海洋经济示范项目和南海海洋资源利用国家重点实验室开放课题等项目的支持。