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细菌与噬菌体是肠道微生物的主要组成,而噬菌体作为细菌的天敌,其种类和数量影响着肠道微菌群与肠道生理状态。已有体外研究表明噬菌体能黏附于上皮细胞并保护细胞抵抗细菌侵袭,而肠黏膜作为抵抗肠道致病菌入侵机体的第一道防线,研究噬菌体对肠黏膜的保护作用有重大意义。因此,本研究针对生产上致病性大肠杆菌导致仔猪腹泻严重的问题,以与肠道细菌存在显著的“捕食关系”的噬菌体为切入点,研究猪肠道大肠杆菌噬菌体分布情况,生物特性,黏附肠上皮的特性以及保护肠上皮抵抗大肠杆菌感染的效果。本研究可进一步了解肠道大肠杆菌噬菌体在肠道的生态效应,并为噬菌体用于防治大肠杆菌感染提供一定的理论基础。1.猪肠道大肠杆菌噬菌体的分布及其分离、鉴定与生物特性分析以90株大肠杆菌为指示菌,检测来自三个猪场的健康猪肠道食糜及黏膜的大肠杆菌噬菌体分布情况。随后从样品中分离大肠杆菌噬菌体,测定噬菌体宿主谱,并对部分噬菌体进行电镜观察、全基因组测序、抑菌效力测定等生物学特性研究。结果表明,猪肠道食糜大肠杆菌噬菌体多样性高于黏膜,每个猪场均存在核心噬菌体以及只在食糜或黏膜中出现的特异性噬菌体;从样品中共分离到75株大肠杆菌噬菌体,其中有8株噬菌体可感染致病菌,有7株可裂解沙门氏菌或柠檬酸杆菌;有7株无法感染产肠毒素大肠杆菌(ETEC)但在较高感染复数时对ETEC具有显著裂解作用;另经鉴定发现,不同猪场间存在同源性高达99.98%的核心大肠杆菌噬菌体S164和L42,但二者成斑率存在差异(P<0.05),以及同源性100%且宿主谱与成斑率无差异(P>0.05)的大肠杆菌噬菌体S192和L122。本研究首次探究了猪肠道大肠杆菌噬菌体的分布情况,并证实了肠道自身存在可裂解致病菌的噬菌体,为仔猪腹泻预防措施的制订提供新思路。2.噬菌体黏附小肠上皮细胞特性为了解猪肠道大肠杆菌噬菌体黏附肠上皮的特性,选取不同分离部位的多株噬菌体于IPEC、Caco-2及MDCK细胞上开展体外研究,随后选用大肠杆菌噬菌体S1432与W143探究在小鼠体内的黏附特性。体外结果显示:噬菌体黏附到产黏液的肠上皮细胞的数量显著高于不产黏液细胞(P<0.05);不同噬菌体之间黏附能力不同,但黏附能力的强弱与分离部位无关;噬菌体以松散连接的方式黏附于肠上皮细胞,黏附数量与接种数量呈剂量依赖性。体内结果显示:S1432与W143均可黏附于小鼠小肠黏膜,且黏膜噬菌体数量显著高于食糜(P<0.05),通过黏膜噬菌体浓度与食糜噬菌体浓度比值比较两株噬菌体黏附能力,发现S1432黏附能力强于W143,与体外试验结果一致。3.噬菌体黏附肠上皮保护肠道抵抗致病性大肠杆菌(EPEC)143侵袭的作用研究本试验旨在探究噬菌体黏附肠上皮后抵抗致病菌侵袭的保护效果。首先选取可感染EPEC143的三株大肠杆菌噬菌体S1432、S1442及W143在IPEC细胞上开展体外研究,结果表明三株噬菌体预先黏附细胞均能显著降低细胞培养液及细胞上的细菌数量(P<0.05)。同时发现噬菌体在细胞上抑菌效果较在LB培养基中弱,因此进一步比较噬菌体在不同培养条件下的抑菌效力,发现LB培养基中5%CO2并不影响噬菌体抑菌效力,但在DMEM/F12培养基中5%CO2减弱噬菌体抑菌效果。选取噬菌体S1432与W143开展体内试验,结果表明小鼠提前灌胃两株噬菌体均能有效缓解EPEC143造成的体重降低并能减少粪样中EPEC的数量,其中S1432保护效果优于W143。以上结果说明营养条件能影响噬菌体与细菌之间的互作,噬菌体预先黏附到肠上皮可有效保护肠道抵抗致病菌侵袭。