Die Verbreitung von Quarantäneerregern stellt ein erhebliches Risiko für die weltweite Pflanzenproduktion dar, gefährdet die Gesundheit der Pflanzen und stört Agrarökosysteme. Eine rechtzeitige und genaue Erkennung-vor Ort ist entscheidend, um Ausbrüche zu verhindern. Rekombinase-Polymerase-Amplifikation (RPA) und Mehrkomponenten-DNAzyme (MNAzyme) sind vielversprechende isotherme Nachweistechnologien; Ihre Integration wurde jedoch durch die Notwendigkeit einzelsträngiger DNA (ssDNA) für die MNAzyme-Aktivierung behindert, da RPA doppelsträngige DNA (dsDNA) erzeugt. Um dieses Problem anzugehen, haben wir den OAR-MNA-Biosensor entwickelt, eine innovative Eintopf-Plattform, die asymmetrische RPA (aRPA) mit MNAzyme-unterstütztem Target-Recycling koppelt. Der Biosensor wurde zum Nachweis von Acidovorax citrulli, dem Erreger der bakteriellen Fruchtfleckenkrankheit (BFB) in Kürbisgewächsen, eingesetzt. Durch die Anpassung der RPA-Primerkonzentrationen erzeugt aRPA reichlich ssDNA und ermöglicht so den visuellen Nachweis von A. citrulli mit einer Nachweisgrenze von 20 Kopien/μL und perfekter Spezifität, die die Leistung von fluoreszierendem RPA übertrifft. Der Biosensor zeigte eine 100-prozentige Übereinstimmung mit qPCR in Samenproben und behielt eine robuste Leistung in versetztem Melonenhomogenat bei. Unsere vergleichende Analyse ergab Vorteile des OAR-MNA-Systems, einschließlich geringerer Erkennungskosten und verbesserter Feldeinsetzbarkeit. In Verbindung mit einem tragbaren DNA-Analysegerät liefert der Biosensor benutzerfreundliche Ergebnisse (+/−) und eignet sich daher ideal für den Einsatz vor Ort. Jenseits von BFB
Erkennung, OAR-MNA wurde erfolgreich zum Nachweis des Cucumber Green Mottle Mosaic Virus (CGMMV) eingesetzt, einem RNA-Quarantäneerreger, der schwere Verluste bei der Kürbispflanzenproduktion verursacht. Der OAR-MNA-Biosensor ermöglicht eine frühzeitige und genaue Diagnose vor Ort und stellt einen Fortschritt in der Technologie zur Erkennung von Pflanzenpathogenen dar und bietet ein vielversprechendes Werkzeug zur Sicherung der weltweiten Pflanzenproduktion.
