弧菌噬菌体遗传多样性和生物学特性研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fenghuirong
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副溶血弧菌是一种嗜盐性的革兰氏阴性菌,不但可以引起严重的海水动物弧菌病,阻碍水产养殖经济发展,还可以造成人类细菌性感染,导致腹泻,呕吐,腹部疼痛,恶心和发烧等不良症状,严重时可致死。副溶血弧菌的致病性与TDH、TRH、TLH、T3SS1,T3SS2,Pir Avp和Pir Bvp等相关。抗生素是防控、消杀副溶血弧菌的传统方法,广泛应用于水产品养殖场,运输链和销售链,但是,水产品养殖户盲目滥用抗生素,导致多重耐药致病菌爆发,急需开发新型高效抗副溶血弧菌药物制剂。噬菌体是生物圈中最丰富的病毒群体,通过侵染、裂解宿主可释放上百个子代噬菌体,相对于抗生素,特异性比较强,只能特异性侵染某一种属病原菌,并不破坏正常的细菌群落或益生菌。深入研究具有广谱性、高效裂解能力的噬菌体来解决当下细菌多重耐药性问题,必将是具有广阔前景的、科学高效的生物防治手段。本研究分别以食源性副溶血弧菌O1-1和O3-11为宿主,从广州市黄沙水产交易市场污水分离纯化出三株烈性噬菌体,分别命名为v B_VpS_BA3(噬菌体BA3)、v B_VpS_BA6(噬菌体BA6)和v B_VpS_CA8(噬菌体CA8)。点样法结果显示,噬菌体BA3可以侵染5株(5/61)食源性副溶血弧菌,噬菌体BA6可以侵染12株(12/61),而CA8可侵染22株(22/61),表明三株株噬菌体均为弧菌噬菌体;透射电子显微镜结果显示,噬菌体BA6由二十面体头部和短的尾部组成,隶属Caudovirales,Podoviridae噬菌体BA3和CA8携带长且非收缩、灵活尾部,均属于Caudovirales,Siphoviridae;利用Ion S5(?)Sequencer对噬菌体进行全基因组测序,生物信息学分析表明,噬菌体BA3、BA6和CA8均携带线性ds DNA基因组,噬菌体BA6的完整基因组序列长50,520 bp(115-bp直接重复序列),GC含量为41.77%,共计64个ORF。BA3基因组大小为58,648 bp,GC含量为46.30%,共计85个开放阅读框,而CA8基因组大小为58,480 bp,GC含量为46.42%,共计84个开放阅读框,开放阅读框按行使功能可分为DNA代谢模块,结构模块,裂解模块,包装模块和其它模块;综合Nucleotide Blast、ANI、比较基因组学结果,BA6为Podoviridae新型噬菌体,BA3和CA8为Siphoviridae的新型噬菌体,基于彼此相似性为97.32%,而ANI为96.48%,被定义为同一噬菌体物种的不同分离株。本研究还对BA3和CA8的生物学特性进行研究,结果表明,两株噬菌体最佳感染复数为0.1,一步生长曲线表明,BA3潜伏期为20 min,裂解量~100 pfu/cell,CA8潜伏期为30 min,裂解量~180 pfu/cell;噬菌体防控副溶血弧菌实验表明,感染复数为0.1条件下,噬菌体BA3/CA8在24 h内可明显抑制食源性副溶血弧菌O1-1/O3-11;噬菌体消杀副溶血弧菌实验表明,与对照组相比,O3-11与CA8共培养16和24 h,细菌浓度分别降低3.65和3.63 log cfu/m L。全基因组分析表明,噬菌体BA3和CA8功能基因存在遗传多样性,未来应用于食品中致病菌防控和水产养殖领域中动物细菌疾病的治疗,具有较高的研究价值和应用前景,从而促进经济发展,保护人类健康。
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