快速检测转基因作物中OsmEPSPS蛋白的免疫层析试纸条开发及其在系统进化分析中的应用

【字体: 时间:2025年06月09日 来源:Analytical Biochemistry 2.6

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  为解决转基因作物中OsmEPSPS蛋白的快速现场检测难题,研究人员开发了一种基于双抗体夹心法的免疫层析试纸条(ICS)。该试纸条采用胶体金标记的单克隆抗体mAb #9和检测线包被的mAb #15,可在10分钟内实现0.031 μg/mL的检测限,并兼具高特异性(R2 =0.982)和稳定性。该技术为转基因作物田间筛查和EPSPS基因同源性分析提供了高效工具。

  

随着转基因作物在全球农业中的广泛应用,草甘膦抗性基因的检测成为监管和育种领域的关键需求。传统方法如PCR和ELISA虽可靠,但存在设备依赖性强、耗时长等缺陷,难以满足田间快速筛查需求。尤其当新型抗性基因如OsmEPSPS(源自水稻的5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合酶基因)被引入玉米、大豆等作物时,缺乏适配的现场检测工具。

浙江省农业科学院的研究团队在《Analytical Biochemistry》发表的研究中,开发了一种基于免疫层析原理的快速检测试纸条。该技术利用OsmEPSPS特异性单克隆抗体mAb #9(胶体金标记)和mAb #15(检测线包被),结合山羊抗小鼠IgG(质控线),实现了对转基因作物中OsmEPSPS蛋白的灵敏检测。研究还通过农杆菌介导转化获得了OsmEPSPS转基因水稻、玉米和大豆,验证了试纸条的实际应用性能。

关键技术方法

  1. 单克隆抗体制备:通过杂交瘤技术获得靶向OsmEPSPS的mAb #9和mAb #15
  2. 胶体金标记:将mAb #9与纳米金颗粒共价偶联作为捕获抗体
  3. 试纸条组装:采用硝酸纤维素膜、样品垫和吸收垫构建横向流动装置
  4. 性能验证:使用转基因作物叶片提取物进行灵敏度(LOD)和特异性测试

Obtaining OsmEPSPS transgenic rice, maize, and soybean
通过农杆菌介导转化获得OsmEPSPS转基因作物。在草甘膦处理试验中,转基因植株可耐受2倍推荐剂量,而野生型植株5-7天内死亡,证实OsmEPSPS蛋白的表达显著提升作物抗性。

Discussion
该ICS技术不仅能检测OsmEPSPS蛋白(检测限0.031 μg/mL),还可识别禾本科植物中同源EPSPS蛋白。其R2
值达0.982,且1分钟内可检出0.817 μg/mL的Eleusine indica样本,为田间快速鉴别和系统进化研究提供新工具。

研究意义
该成果突破了传统检测方法的时间和技术壁垒,首次实现OsmEPSPS蛋白的现场可视化检测。通过颜色响应时间和强度实现半定量分析,不仅适用于转基因作物筛查,还可用于EPSPS基因同源性研究,为抗草甘膦作物的育种和监管提供了创新技术支撑。研究团队特别指出,该试纸条对CP4 EPSPS等常见抗性蛋白无交叉反应,确保了检测的特异性。

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