两株海洋细菌噬菌体的生物学特性研究及全基因组分析

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xyy2017
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目的与方法:嗜水气单胞菌和溶藻弧菌可以感染养殖鱼类等多种水生动物并导致其大量死亡,给海产品养殖业造成严重经济损失,同时也是引发肠胃炎和食物中毒的主要致病菌。噬菌体疗法可作为防治细菌感染的有效方法之一。本研究通过观察噬菌体的形态,测定其宿主谱、最佳感染复数、一步生长曲线,测定其对温度、酸碱度、Na Cl的耐受性来了解噬菌体的生物学特性;通过全基因组测序、组拼接装及序列比对,开放阅读框(ORF)注释、分析及比对,系统进化树的构建,Phage Term末端分析等方法从分子水平上对噬菌体遗传特点进行了研究。结果:本研究从批发市场污水中分离到一株裂解性嗜水气单胞菌噬菌体X552和一株裂解性溶藻弧菌噬菌体X194。透射电镜结果显示两株噬菌体均属于长尾科(Siphoviridae)噬菌体。X552和X194宿主特异性较强。X552和X194的最佳感染复数均为0.1。X552的一步生长曲线显示其潜伏期为20 min,裂解期为70 min,裂解量为22 PFU;X194的一步生长曲线显示其潜伏期小于10 min,裂解期为80 min,裂解量为159 PFU。X552和X194对温度、Na Cl的耐受能力较好。X552对酸性和碱性的耐受能力均比较良好。X552基因组是长度为59685 bp的线性ds DNA,(G+C)含量为60.0%,NCBI Genbank登录号为MW978786。RAST注释结果显示X552基因组中共有74个ORFs,其中25个编码已知功能的蛋白,49个为假想蛋白;无t RNA。X552全基因组序列与NCBI数据库中的6株噬菌体进行对比,一致性为75.22%-76.32%,覆盖率为0%-8%,表明X552与其他噬菌体序列的同源性非常低,X552与同源性最高的两株噬菌体的ORF比对也显示出这一点。基于衣壳蛋白的系统进化树显示X552处于独立的分支,推测它可能为Siphoviridae的一个新属。Phage Term末端分析结果显示X552从正链的44714 bp开始有一个12 bp的粘性末端,采用了cos 5’包装机制。X194基因组是长度为73099 bp的线性ds DNA,(G+C)含量为38.5%,NCBI Genbank登录号为MZ447858。RAST注释结果显示X194基因组中共有5个t RNA,110个ORFs,其中17个编码已知功能的蛋白,93个为假想蛋白。X194全基因组序列与NCBI数据库中的7株噬菌体进行对比,一致性为70.51%-97.65%,覆盖率为0%-2%,表明X194与其他噬菌体序列的同源性非常低,X194与同源性最高的两株噬菌体的ORF比对也显示出这一点。基于衣壳蛋白的系统进化树显示X194处于独立的分支,推测它可能为Siphoviridae的一个新属。Phage Term末端分析结果显示X194从正链的57920 bp开始有一个长度为588 bp的直接末端重复序列,采用了DTR包装机制。结论:本研究分离并鉴定了两株新型噬菌体X552和X194,对它们进行了生物学特性研究、全基因组测序及生物信息学分析。这两株噬菌体的生物学特性良好且基因组中均不含毒力因子和耐药基因,具有应用于临床治疗的潜在可能性。本研究为利用噬菌体疗法治疗细菌感染提供了一定的理论基础。
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