近年来,噬菌体的抗菌作用受到极大关注。但试图将噬菌体引入实际应用的研究者都明确认识到,噬菌体宿主谱狭窄的特点有时会影响其应用效果,限制其应用范围。噬菌体作为抗菌制剂的应用前景还有赖于突破其对宿主菌识别和裂解的特异性限制。如果能人工扩展噬菌体的“宿主谱”,使之成为一种“广谱”裂菌性噬菌体,那么,这种新型生物抗菌剂的应用前景将是无法估量的。鉴于上述原因,本课题在自然环境中筛选可供人工改造的大肠杆菌噬菌体,通过人工培养诱导,改变噬菌体生物特性,使其不同程度地扩展宿主谱。并通过进一步观察宿主谱变化前后噬菌体的形态、生长曲线、抗原特性、基因组成、对环境样本中微生物的杀灭效应等,研究和探讨人工改造噬菌体宿主谱的可行性及机制,初步验证噬菌体用于环境微生物控制和净化的效果。研究结果如下:1.以大肠杆菌285、25922、BL21、JM109、HD5α、10536及8099进行筛选,从西南医院污水站水样中分离到5株噬菌体:大肠杆菌285噬菌体(噬菌体XY-1)、大肠杆菌25922噬菌体、大肠杆菌BL21噬菌体、大肠杆菌JM109噬菌体、大肠杆菌HD5α噬菌体。宿主谱检测实验结果表明,五株噬菌体均为裂性噬菌体,各噬菌体与其相应宿主菌的裂解反应呈一对一的方式,无交叉裂解现象,它们对其相应的宿主菌的裂解滴度均大于109 pfu/ml 。2.通过噬菌体人工混合诱导培养,获得噬菌体XY-1-M,其在裂解原始宿主菌的基础之上,可同时对其他四株大肠杆菌进行裂解,而且经过30周期的传代培养仍具有多宿主裂菌效应和高裂菌滴度。3.将噬菌体XY-1-M用于环境污水的杀菌效果观察,实验结果证实:噬菌体XY-1-M对环境水样本中的大肠杆菌杀灭率可达到36.75～65.26%左右,明显高于普通噬菌体(P=0.000)。其杀菌率受噬菌体含量、环境温度、作用时间及人工诱导培养等因素的影响(P<0.01)。4.通过对噬菌体XY-1改造前后的生物学特性观察发现,噬菌体XY-1与噬菌体f2在超微形态、核酸类型、抗原性等方面存在较高相关度。三噬菌体电镜下形态均为微球形且棱角不明显,有些噬菌体偶见短尾,大小形态不均一,直径在20～90nm之间;噬菌体 f2、噬菌体XY-1和噬菌体XY-1-M抗血清κ值分别为30.1,29.7和41.5;<WP=8>噬菌体f2和噬菌体XY-1具有较高相关度(κ值比>0.96),而噬菌体XY-1-M与噬菌体f2和噬菌体XY-1的相关度均较低(κ值比<0.45);一步生长实验结果显示:噬菌体XY-1-M较f2噬菌体及噬菌体XY-1具有吸附速率高、潜伏期短、裂解量大的特点。5.核酸分析试验显示,噬菌体XY-1为6000 bp的单链RNA噬菌体。人工诱导前后其RAPD-PCR及RT-PCR均存在明显的差异,显示其宿主特异性裂解效应已从基因水平发生了变化。