植物檢疫檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用研究

葉明輝

（廈門(mén)海關(guān)技術(shù)中心，福建廈門(mén) 361026）

0 引言

植物檢疫工作萌芽于18世紀(jì)末，檢測(cè)技術(shù)的效果與普通民眾的生產(chǎn)生活、身體健康、生活環(huán)境等眾多元素息息相關(guān)，已經(jīng)成為世界各國(guó)保障農(nóng)業(yè)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)的重要手段。尤其是在當(dāng)前國(guó)際旅游業(yè)、經(jīng)濟(jì)貿(mào)易、活動(dòng)交流頻率不斷提速的背景下，各國(guó)人員的快速流動(dòng)與貨物運(yùn)輸導(dǎo)致很多對(duì)本土植物具有危害的生物、病毒廣泛傳播，為保障各國(guó)生態(tài)平衡，環(huán)境安全植物檢疫技術(shù)成為各國(guó)必不可少的安保措施之一。本文針對(duì)植物檢疫技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為基礎(chǔ)展開(kāi)研究，分析不同時(shí)期植物檢疫技術(shù)應(yīng)用的特點(diǎn)與其存在的優(yōu)劣處，探索未來(lái)植物檢疫技術(shù)的發(fā)展方向，希望能夠?yàn)橹参餀z疫技術(shù)的發(fā)展起到促進(jìn)作用。

1 植物檢疫工作的作用和重要性

植物檢疫工作多用于林業(yè)、農(nóng)業(yè)、進(jìn)出口貿(mào)易等眾多相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)防范由于不同害蟲(chóng)、病原體、有害細(xì)菌、雜草等因素導(dǎo)致的植物病蟲(chóng)害問(wèn)題，所有病蟲(chóng)害問(wèn)題如果不進(jìn)行嚴(yán)格防控都會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、農(nóng)作物造成嚴(yán)重的損害。植物檢疫工作是防止有害生物進(jìn)行傳播與擴(kuò)散的重要管制措施，其范圍不僅包括國(guó)家內(nèi)部跨省市的生物危害問(wèn)題，特別包含國(guó)際之間的人員流動(dòng)、物流往來(lái)活動(dòng)帶來(lái)的有害生物傳播。

目前，世界上所有國(guó)家的法律文件內(nèi)都明確規(guī)定了本國(guó)的檢疫政策，我國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督總局聯(lián)合林業(yè)部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部共同發(fā)布我國(guó)檢疫對(duì)象名錄，將主要的有害作物分為三個(gè)不同等級(jí)的生物種類。由于外來(lái)物種入侵、有害生物會(huì)對(duì)本土生態(tài)環(huán)境、農(nóng)林業(yè)發(fā)展造成嚴(yán)重的危害以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失，因此需要借助植物檢疫的方式阻斷外來(lái)生物的傳播與入侵，達(dá)到保護(hù)國(guó)內(nèi)環(huán)境安全、生態(tài)防護(hù)的目的。此外，植物檢疫工作對(duì)保護(hù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)農(nóng)業(yè)、林業(yè)貿(mào)易、國(guó)家生物安全具有重要作用。很多國(guó)家以植物檢疫的名號(hào)設(shè)置貿(mào)易保護(hù)的壁壘，通過(guò)拒絕外來(lái)國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)口的方式，保障本國(guó)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)的穩(wěn)定與發(fā)展。

2 傳統(tǒng)植物檢疫技術(shù)的主要類型與弊端

2.1 傳統(tǒng)植物檢疫技術(shù)的類別

國(guó)內(nèi)對(duì)于外來(lái)入境植物以及其他物流產(chǎn)品的檢疫工作大多采取實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)、消毒處理、現(xiàn)場(chǎng)檢疫進(jìn)行檢疫評(píng)估、處理與控制，其中最為重要的檢疫技術(shù)是實(shí)驗(yàn)室檢疫，因此實(shí)驗(yàn)室檢疫的結(jié)果準(zhǔn)確度將會(huì)直接決定植物防疫人員的判斷。實(shí)驗(yàn)室檢疫中最為重要的組成部分便是病蟲(chóng)害鑒定環(huán)節(jié)，當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室檢疫工作中采取的傳統(tǒng)檢疫方式主要包括免疫學(xué)技術(shù)、形態(tài)學(xué)鑒定。形態(tài)學(xué)鑒定具有快速、便捷、高效的特點(diǎn)，是實(shí)驗(yàn)室檢疫工作中主要使用的檢疫方式之一。

2.2 傳統(tǒng)植物檢疫技術(shù)的弊端

由于形態(tài)鑒定學(xué)其檢測(cè)速度較快、精準(zhǔn)度較高的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)的各個(gè)植物檢疫點(diǎn)內(nèi)。然而形態(tài)鑒定學(xué)同樣存在以下幾種弊端。首先，形態(tài)鑒定學(xué)主要依賴動(dòng)植物的外表特征分辨不同物質(zhì)的差異，然而很多植物、昆蟲(chóng)由于基因變異、個(gè)體差異與生長(zhǎng)環(huán)境不同都會(huì)呈現(xiàn)不同特征從而影響植物檢疫的最終結(jié)果。其次，形態(tài)鑒定學(xué)大多依靠動(dòng)植物某種生長(zhǎng)周期的特性作為鑒定標(biāo)準(zhǔn)，然而很多外來(lái)有害生物由于貨物運(yùn)輸方式差異、地理差異、貨物種類差異，導(dǎo)致相關(guān)鑒定部門(mén)只能獲取部門(mén)昆蟲(chóng)的幼蟲(chóng)、卵以及殘?bào)w。面對(duì)這種局面，檢疫人員難以按照形態(tài)鑒定學(xué)確認(rèn)生物的類別，只能將其歸屬到所屬的大類中，造成檢疫環(huán)節(jié)出現(xiàn)誤差導(dǎo)致檢疫結(jié)果的精準(zhǔn)性出現(xiàn)問(wèn)題。

此外，很多動(dòng)植物的存在很多隱性分類單元，很多植物、昆蟲(chóng)的分類在植物學(xué)界依然存在較大爭(zhēng)議，因此面對(duì)這些生物時(shí)，傳統(tǒng)的植物檢疫方式很難鑒定出有害生物。形態(tài)鑒定學(xué)需要從業(yè)人員擁有足夠豐富的知識(shí)儲(chǔ)備，近些年來(lái)國(guó)內(nèi)植物檢疫人員的綜合素養(yǎng)不斷提高，然而隨著國(guó)家貿(mào)易往來(lái)的貨物數(shù)量增多，檢疫人員難以認(rèn)清所有物種，植物檢測(cè)工作存在漏洞。

3 植物檢疫技術(shù)的發(fā)展與分類

3.1 技術(shù)發(fā)展過(guò)程

20世紀(jì)70年代酶聯(lián)免疫技術(shù)誕生之后，以分子生物檢測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)的免疫學(xué)技術(shù)逐漸開(kāi)始應(yīng)用于各國(guó)的植物檢疫工作中，而后又衍生出免疫電鏡技術(shù)、斑點(diǎn)免疫檢測(cè)技術(shù)、免疫熒光技術(shù)等眾多植物檢測(cè)方式。免疫學(xué)植物檢測(cè)技術(shù)雖然具有較高的精準(zhǔn)度，然而由于其抗干擾能力差、檢測(cè)試劑盒成本高、工作流程復(fù)雜、檢測(cè)周期較長(zhǎng)等特點(diǎn)，免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)在近些年內(nèi)逐漸被DNA條碼技術(shù)、PCR檢測(cè)技術(shù)等所取代，PCR檢測(cè)技術(shù)與DNA條碼檢測(cè)技術(shù)能夠滿足當(dāng)前植物檢測(cè)中絕大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)需求。不過(guò)，隨著綠色經(jīng)濟(jì)、低碳環(huán)保的發(fā)展理念，未來(lái)植物檢測(cè)技術(shù)必將向無(wú)損檢測(cè)的方向發(fā)展。

3.2 技術(shù)分類

3.2.1 斑點(diǎn)免疫檢測(cè)技術(shù)

斑點(diǎn)免疫檢測(cè)技術(shù)（DIA）是利用特殊酶對(duì)抗體進(jìn)行標(biāo)注后讓其附著在尼龍膜、硝酸纖維素膜等植物體內(nèi)的支持結(jié)構(gòu)上與抗原發(fā)生結(jié)合，通過(guò)添加地底物溶液使其尼龍膜上顯示出帶有顏色斑點(diǎn)的檢測(cè)方式。斑點(diǎn)免疫檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于MLO以及植物的檢測(cè)活動(dòng)中，斑點(diǎn)免疫檢測(cè)技術(shù)能夠快速檢測(cè)出水稻狀矮化、煙草環(huán)斑病毒、番茄花葉病毒、花生條紋病毒等幾十種植物根莖、葉子、種子中的病毒。斑點(diǎn)免疫檢測(cè)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)手法分為雙抗體夾心法、間接法、直接法。由于其檢測(cè)精準(zhǔn)度高、效率較快、操作簡(jiǎn)單、靈敏度較高等特性逐漸成為常用的植物檢疫檢測(cè)技術(shù)。

此外，斑點(diǎn)免疫檢測(cè)技術(shù)具有檢測(cè)組織免疫印跡的功能，檢測(cè)過(guò)程中只需要將植物部分組織切片與硝酸纖維素膜進(jìn)行結(jié)合，就能將抗原從植物切片中提取出來(lái)，隨后利用底物溶液與其融合便能顯示不同的斑點(diǎn)。斑點(diǎn)免疫植物檢測(cè)技術(shù)擁有與電鏡觀察法同樣的精準(zhǔn)度，并且操作更為簡(jiǎn)單、一次性檢測(cè)的樣本數(shù)量多等特點(diǎn)，是植物檢疫測(cè)試技術(shù)中廣為應(yīng)用的技術(shù)之一。

3.2.2 熒光定量PCR植物檢測(cè)技術(shù)

國(guó)家十九屆六中全會(huì)中提出“科技興國(guó)、質(zhì)量興國(guó)”的發(fā)展理念，傳統(tǒng)的植物檢測(cè)技術(shù)逐漸向先進(jìn)、高效、精準(zhǔn)的方向發(fā)展，由形態(tài)鑒定學(xué)、免疫檢測(cè)技術(shù)逐漸向PCR檢測(cè)技術(shù)、DNA檢測(cè)技術(shù)發(fā)展，其中PCR植物檢測(cè)技術(shù)作為有代表性的植物病毒檢測(cè)方式，已經(jīng)在眾多國(guó)內(nèi)眾多植物檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開(kāi)始運(yùn)用。

2010美國(guó)政府提出《來(lái)自亞洲地區(qū)地區(qū)的貨物檢測(cè)指南》，對(duì)我國(guó)對(duì)外動(dòng)植物經(jīng)濟(jì)貿(mào)易產(chǎn)生嚴(yán)重影響，國(guó)內(nèi)植物檢疫檢測(cè)工作人員利用分子標(biāo)記模型對(duì)美國(guó)限制的動(dòng)植物樣本進(jìn)行分析，最終確認(rèn)美國(guó)政府限制的動(dòng)植物類型與國(guó)內(nèi)貿(mào)易出口的商品類型分屬不同類群，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確高達(dá)100%，成功解決了美國(guó)政府出臺(tái)的植物貿(mào)易管控條例對(duì)我方帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。2013年，上海出入境檢驗(yàn)檢疫局技術(shù)中心利用PCR檢測(cè)技術(shù)成功檢測(cè)出澳大利亞對(duì)我國(guó)售賣的油菜籽中含有十字花科腔菌，并且先后有多次檢測(cè)記錄顯示病原體數(shù)量超過(guò)36%，成功為我國(guó)防護(hù)外來(lái)生物病毒做出貢獻(xiàn)。

當(dāng)前PCR檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)頗為成熟并且開(kāi)始廣泛應(yīng)用，然而在植物領(lǐng)域，其檢測(cè)應(yīng)用范圍依然較小。主要原因包括：不同植物檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)能夠提供的器械并不統(tǒng)一，導(dǎo)致其檢測(cè)結(jié)果波動(dòng)較大，PCR檢測(cè)技術(shù)較為專業(yè)、復(fù)雜的流程難以滿足大量外來(lái)生物的檢測(cè)需求，以及當(dāng)前國(guó)內(nèi)并未建立所有外來(lái)有害物種的基因庫(kù)等，上述原因?qū)е翽CR技術(shù)在植物檢測(cè)應(yīng)用領(lǐng)域尚未取得較大突破。

3.2.3 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

隨著國(guó)內(nèi)入境物流量的不斷攀升，大量外來(lái)經(jīng)濟(jì)作物通過(guò)海關(guān)進(jìn)入國(guó)內(nèi)，這對(duì)國(guó)內(nèi)植物檢測(cè)技術(shù)提出新的挑戰(zhàn)，想要保障我國(guó)生態(tài)環(huán)境的健康以及有害生物防治工作的成效，需要通過(guò)更加先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)來(lái)滿足當(dāng)前國(guó)內(nèi)植物檢疫實(shí)驗(yàn)的工作量。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)便是在綠色經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)背景下研發(fā)出來(lái)的全新檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)聲音檢測(cè)、X射線檢測(cè)、近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)植物的快速無(wú)損檢測(cè)。

其中，聲音檢測(cè)技術(shù)利用不同植物的聲學(xué)特征對(duì)植物進(jìn)行檢測(cè)，主要采用害蟲(chóng)特定身體部位發(fā)出的某些固定頻率的波形進(jìn)行分析，從而確定害蟲(chóng)的各種基本信息。聲音檢測(cè)技術(shù)主要借助聲音具有傳感器的功能，在不傷害植物外表的前提下獲取害蟲(chóng)特定的聲音，從而完成植物檢疫工作，但這種植物檢測(cè)技術(shù)不能檢測(cè)出動(dòng)物蟲(chóng)卵的聲音信號(hào)。X射線檢測(cè)技術(shù)則是利用X光高穿透性的特點(diǎn)將X射線穿透植物體內(nèi)，根據(jù)不同植物體內(nèi)的特征不同將射線導(dǎo)入示波器中，分析不同植物產(chǎn)生的光譜。利用該技術(shù)植物檢測(cè)工作人員不但能夠輕松分別不同植物的類別，同時(shí)能夠快速篩選出植物體內(nèi)是否含有病毒危害，X射線檢測(cè)技術(shù)具有操作便捷、效率高、精準(zhǔn)度高的特點(diǎn)，能夠成為未來(lái)植物檢疫工作中的重點(diǎn)應(yīng)用技術(shù)，然而其同樣存在儀器設(shè)備造價(jià)過(guò)高、會(huì)對(duì)工作人員身體產(chǎn)生危害等問(wèn)題。

4 植物檢疫技術(shù)的發(fā)展需求

4.1 更為專業(yè)植物檢疫工作團(tuán)隊(duì)

當(dāng)前國(guó)內(nèi)已經(jīng)擁有較為完善的植物檢測(cè)團(tuán)隊(duì)，能夠預(yù)防大多數(shù)情況下外來(lái)物種的入侵行為，然而隨著國(guó)家貿(mào)易體量的增加以及物流量的不斷攀升，可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)想要進(jìn)一步提升我國(guó)植物檢測(cè)能力，必然需要綜合素養(yǎng)更加優(yōu)秀的植物檢疫團(tuán)隊(duì)。這不僅能夠提升國(guó)內(nèi)植物檢測(cè)的效率并且能夠促進(jìn)我國(guó)檢測(cè)領(lǐng)域的技術(shù)突破，同時(shí)也代表著我國(guó)植物檢測(cè)部門(mén)綜合實(shí)力的提升。因此，國(guó)內(nèi)需要大批掌握先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)并擁有豐富植物檢測(cè)知識(shí)的從業(yè)人員。不斷推動(dòng)植物檢測(cè)技術(shù)的突破并制定符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的植物檢測(cè)流程，明確所有設(shè)備流程的操作方式，并加強(qiáng)對(duì)所有外來(lái)植物檢測(cè)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而確保物流貿(mào)易進(jìn)入國(guó)內(nèi)的商品符合安全檢疫標(biāo)準(zhǔn)，提升國(guó)內(nèi)植物檢測(cè)領(lǐng)域的效率、質(zhì)量與精準(zhǔn)度。

4.2 加強(qiáng)植物檢測(cè)技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究

植物檢測(cè)技術(shù)包含較高技術(shù)含量的綜合性工作體系，其涉及生物檢測(cè)技術(shù)的方方面面，每項(xiàng)植物檢測(cè)技術(shù)的研發(fā)與突破對(duì)于國(guó)內(nèi)生物技術(shù)的發(fā)展都具有重要意義。因此，國(guó)家應(yīng)當(dāng)組建專業(yè)的植物檢測(cè)技術(shù)科研團(tuán)隊(duì)，全力研發(fā)植物檢測(cè)技術(shù)相關(guān)的設(shè)備與技術(shù)，以期早日實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)植物檢測(cè)水平的提升。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)使用較為先進(jìn)的植物檢測(cè)技術(shù)是X射線檢測(cè)法，目前相關(guān)科研人員也不斷取得突破，需繼續(xù)加大相關(guān)領(lǐng)域的資金與人力資源投入，號(hào)召更多生物專業(yè)的專家學(xué)者投身于X射線檢測(cè)領(lǐng)域的研究中，對(duì)現(xiàn)有的X射線檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行革新，使得無(wú)損檢測(cè)技術(shù)能夠成為國(guó)內(nèi)植物檢測(cè)技術(shù)的主流，在實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破的同時(shí)，提升國(guó)內(nèi)植物檢測(cè)部門(mén)的效率。

4.3 未來(lái)植物檢疫技術(shù)的發(fā)展方向

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)無(wú)疑是未來(lái)植物檢測(cè)工作中最為重要的種類鑒定、安全檢測(cè)與品質(zhì)檢測(cè)的方式，然而當(dāng)前無(wú)損檢測(cè)技術(shù)大多只能對(duì)特定物種進(jìn)行檢測(cè)分析，并且在國(guó)內(nèi)沒(méi)有大規(guī)模應(yīng)用，除去較高的科研技術(shù)攻關(guān)難度以及財(cái)政支持資金成本外，當(dāng)前無(wú)損檢測(cè)技術(shù)依舊存在操作流程繁瑣的問(wèn)題。為應(yīng)對(duì)未來(lái)植物檢疫工作的需求，需要借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)植物檢測(cè)技術(shù)自動(dòng)化操作的模式，對(duì)提高植物檢疫效率具有重要作用。

此外，當(dāng)前國(guó)內(nèi)并沒(méi)有所有物種的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)于植物無(wú)損檢疫工作的開(kāi)展造成較大困難，因此需要科研人員對(duì)外來(lái)具有代表性的物種進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，將完整的數(shù)據(jù)信息匯總到植物檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，這樣不但能夠提升無(wú)損植物檢疫的速度，同時(shí)也能降低無(wú)損檢疫技術(shù)的應(yīng)用成本。此外，還可以根據(jù)不同無(wú)損檢疫技術(shù)設(shè)立綜合性的檢疫模式，通過(guò)智能化模組自動(dòng)開(kāi)展植物檢疫工作的全部流程，從而增加植物檢疫工作的精準(zhǔn)度。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，國(guó)家對(duì)外貿(mào)易的金額與流量依然處于不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)中，傳統(tǒng)的植物檢疫模式已經(jīng)難以滿足國(guó)內(nèi)植物檢疫工作的需要，因此，需要在傳統(tǒng)模式的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)全新的檢疫技術(shù)，從而確保我國(guó)植物檢疫工作向高效、精準(zhǔn)、便捷的方向發(fā)展。本文梳理了植物檢疫發(fā)展過(guò)程中的不同模式，并對(duì)其優(yōu)劣點(diǎn)進(jìn)行分析，希望研究人員繼續(xù)完善當(dāng)前植物檢疫技術(shù)中的漏洞，為保障國(guó)家農(nóng)牧業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、社會(huì)穩(wěn)定做出貢獻(xiàn)。