鸡源志贺氏菌噬菌体ΦDS8的分离鉴定以及初步应用

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噬菌体是感染细菌、真菌、藻类、放线菌或螺旋体等微生物的病毒的总称,具有病毒的一些特性:个体微小、无完整细胞结构、只含有单一核酸。因部分能引起宿主菌的裂解,故称为噬菌体。传统抗生素疗法在对抗耐药性细菌已经收效甚微,而噬菌体作为一种新型生物抗菌剂有望在治疗细菌性感染上替代抗生素。本文从广西富凤鸡场中的感病种蛋鸡中分离鉴定得到了26株志贺氏菌,通过以相同浓度,将云南黄羽肉鸡作为实验动物进行致病性测定,结果发现被BDS8感染的黄羽肉鸡相较于其他分离株具有更严重的腹泻症状。在对被BDS8感染的肉鸡进行正常饲喂7 d、15 d后,通过解剖能明显发现肉鸡体内器官的炎症病变,心脏肿大且被黄色心包膜包被,肠系膜出血明显。对分离株BDS8用药敏纸片法进行耐药性检测,发现志贺氏菌分离株BDS8已经具备了多重耐药性。以BDS8为宿主,健康黄羽肉鸡粪便为样本,使用考马斯亮蓝法从中分离出宿主对应噬菌体命名为ΦDS1-ΦDS26。选取ΦDS8噬菌体在使用PEG沉淀法对其进行浓缩处理,最终效价达到1011 PFU/m L,透射电镜发现噬菌体ΦDS8的头部是二十面体形状,直径为61±2 nm,有一条长尾,尾长为165±2 nm,属于有尾噬菌体科,长尾噬菌体目。对噬菌体ΦDS8的生物学特性进行鉴定,发现感染周期为120分钟,其中包括75分钟的潜伏期,随后是45分钟的爆发期,每个感染细胞的爆发量为52±5 PFU/cell。最佳感染复数为0.1,在这个比例下噬菌体的增值量达到顶峰,为2.8×10~9PFU/m L。p H/热稳定性试验发现噬菌体在p H 4-10、4~50℃范围内保持较高活性。对噬菌体ΦDS8的基因组提取,通过基因测序解析发现ΦDS8的基因组为双链环状DNA。基因分析显示其基因组全长为41,088 bp,GC含量为46.6%,通过Blast比对总共推测出79个ORF,大小范围为96 bp至2910 bp。对噬菌体ΦDS8的组分分析基因组功能预测分析,发现其不具备已知的相关毒力基因。通过动物实验,以治疗、预防两种手段使用噬菌体对感染志贺氏菌的云南肉鸡进行治疗,结果发现,无论是从肉鸡粪便中志贺氏菌的含量变化、肉鸡粪便中噬菌体含量变化、肉鸡存活率、养殖15天后肉鸡解剖情况来看都十分有效,表明噬菌体ΦDS8明显阻止了肉鸡的病变。通过对噬菌体治疗组的肉鸡粪便进行细菌多样性分析,结果发现在门水平,厚壁菌门在0 h的相对丰度就分别占到了治疗组0 h样品的98.6%与86.3%,而在感染后的2 h迅速下降,分别跌落至21.3%与12.5%,采用噬菌体治疗后在12 h又分别回升至42.2%与71%。在治疗48 h时最终回升至94.2%。与此形成鲜明对比的变形菌门在未被细菌感染的0 h,相对丰度为1.2%与2.1%,而在被细菌感染后,变形菌门的相对丰度上升至70.6%与85.3%,在噬菌体治疗后的12 h,变形菌门的相对丰度下降至56.1%与20.2%,在48 h回落至0.4%与32.4%。从属水平分析发现肉鸡肠道中的益生菌属,包括乳杆菌属、肠球菌属及鞘氨醇单胞菌属在遭受细菌感染后均成下降趋势,但在噬菌体治疗后最终恢复治疗前水平。而肉鸡肠道中的有害菌属,包括假单胞菌、志贺氏菌属及埃希氏菌属恰好相反,在细菌感染后,相对丰度大幅度提升,但在噬菌体治疗后最终又回落回正常水平。综上所述,噬菌体ΦDS8在治疗被志贺氏菌BDS8感染的肉鸡,有着十分优异的效果以及较快的响应,对肠道菌群影响较小,恢复快,这也为生产实际使用噬菌体治疗肉鸡提供了坚实的理论基础。
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