基于UDG-RT-LAMP与CRISPR/Cas12a联用的废水黄瓜绿斑驳花叶病毒快速无污染检测技术

本期推荐：本研究创新性地将尿嘧啶-DNA糖基化酶(UDG)、逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP)与CRISPR/Cas12a系统联用，开发了针对废水处理系统中黄瓜绿斑驳花叶病毒(CGMMV)的现场检测方法。该方法通过dUTP-UDG系统防止气溶胶污染，RT-LAMP实现快速扩增，CRISPR/Cas12a增强灵敏度与可视化，35分钟内检出限达1.13拷贝/μL，为资源有限地区的废水病毒监测提供了创新解决方案。

　　

Highlight亮点

本研究开发了一种整合UDG-RT-LAMP与CRISPR/Cas12a的生物传感系统，用于废水中黄瓜绿斑驳花叶病毒(CGMMV)的现场检测。该方法突破传统技术局限，具备三大创新优势：1）通过dUTP-UDG系统有效防止扩增产物气溶胶污染；2）RT-LAMP实现30分钟内快速核酸扩增；3）CRISPR/Cas12a系统将检测灵敏度提升至1.13拷贝/μL，并通过荧光信号实现可视化判读。

Materials材料

实验材料详见补充材料。采用MEGA X软件比对64株CGMMV分离株基因组序列，选定运动蛋白(MP)基因保守区设计RT-LAMP引物和crRNA（图S1）。RT-LAMP引物通过Primer Explorer V5在线工具设计。

Detection mechanism检测原理

如图1所示，该检测体系包含三个关键步骤：1）UDG酶消化污染产物；2）RT-LAMP靶标扩增；3）Cas12a反式切割ssDNA报告分子。当无目标病毒时，UDG会降解含dUTP的污染产物；存在CGMMV时，RT-LAMP特异性扩增产物激活Cas12a/crRNA复合物，切割荧光报告基团产生信号。这种级联反应实现了病毒核酸的"扩增-验证-可视化"一体化检测。

Conclusions结论

本研究建立的UDG-RT-LAMP-Cas12a联用技术，攻克了废水病毒检测中设备依赖性强、耗时长、易污染等难题。35分钟完成检测的特性使其适用于资源匮乏地区，长期监测数据证实CGMMV作为病毒指示剂的可行性，为废水处理工艺优化提供了新型生物安全评估工具。

Environmental Implication环境意义

传统细菌指标难以评估废水处理的病毒去除效能，而现有分子检测方法存在技术瓶颈。本研究开发的CGMMV现场检测技术，通过设备无关、抗污染、快速响应的特点，为保障水环境安全和防止水传疾病传播提供了创新监测方案。