蜡样芽胞杆菌噬菌体BC-T25的分离鉴定和初步应用探究

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蜡样芽胞杆菌是一种食源性致病菌,能够引起腹泻呕吐综合征。该菌在自然界中广泛存在,常存在于土壤、灰尘和污水中。它污染的食物主要是富含淀粉的食物,如大米和面食,此外,还会污染蔬菜、乳制品、发酵食品和肉类,是我国引起食物中毒的主要病原菌之一。尽管现代技术取得了进步,但食品工业仍面临着微生物污染的威胁。抗生素的过度使用,导致蜡样芽胞杆菌出现越来越多的耐药菌株。并且该菌可以产生抗逆性强的芽胞和高温灭菌不能破坏的肠毒素,传统的食品灭菌方法面对日益严重的食品安全问题逐渐体现出它们的局限性,努力开发新的方法来控制食品和食品加工环境中的蜡样芽胞杆菌的污染非常重要,所以噬菌体作为天然生物灭菌的方法逐渐进入人们的视线。本研究以蜡样芽胞杆菌为宿主菌,从吉林大学第一医院未经处理的废水中筛选出一株裂解性噬菌体,命名为BC-T25。通过透射电子显微镜观察,噬菌体BC-T25属于有尾噬菌体目长尾噬菌体科,是蜡样芽胞杆菌噬菌体中比较常见的一类噬菌体。噬菌体BC-T25的头部为正二十面体对称的头部,直径约为94.3nm。其生物学特性试验的结果显示:噬菌体BC-T25的潜伏期较短,裂解性强,稳定性高。潜伏期为20min,裂解期为40min,平均爆发量为930 PFU/cell,噬菌体BC-T25的最佳感染复数为1,噬菌体BC-T25的热稳定性较好,能在50℃和60℃的温度下存活一小时以上仍保持较高活力,而在70℃的环境30min后才基本失去活性。噬菌体BC-T25的酸碱稳定性也比较好,只有在pH≤3或≥11时才会失活。噬菌体BC-T25的基因可以被六种限制性核酸内切酶(HindⅢ、XbaⅠ、SacⅠ、KpnⅠ、EcoRⅤ、NdeⅠ)切开。本研究对噬菌体BC-T25进行了全基因组测序,测序结果以上传至GenBank,序列号为MN150686。噬菌体BC-T25基因组全长为157977bp,GC含量为40.03%,含有16个tRNA,目前未发现基因组中存在毒力基因和耐药基因。噬菌体BC-T25的基因组共含有236个开放阅读框(ORF),其中正向的有203个,反向的有33个。其中推定为已知功能的ORFs有42个,其余都为未知功能的假定蛋白。进化分析显示,噬菌体BC-T25与已报导的蜡样芽胞杆菌噬菌体的亲缘关系非常接近。本研究对噬菌体BC-T25在人工污染的发酵食品(清麴酱)上的杀菌效果进行了试验,结果显示:噬菌体BC-T25可以有效的抑制宿主菌蜡样芽胞杆菌的生长,对枯草芽胞杆菌的生长无影响。同时当环境中含有单一阳离子Ca2+、Mg2+或多种阳离子Ca2+、Mg2+、Na+混合时噬菌体的杀菌作用会提高,只有单独Na+对杀菌效果并不明显。综上,本研究对分离的蜡样芽胞杆菌噬菌体BC-T25进行了生物学特性探究和全基因组的初步分析,且在抑制发酵食品中蜡样芽胞杆菌污染的应用表现良好,可以为将来的食品安全问题的防治提供一些方向和基础数据。
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