一株新型旱獭源性宽谱大肠杆菌噬菌体的分离鉴定及基因组分析

[目的]分离喜马拉雅旱獭肠内容物样本中的噬菌体,并研究其生物学特性和基因组特征。[方法]以大肠杆菌为宿主菌,利用双层琼脂平板法从喜马拉雅旱獭肠内容物样本中分离噬菌体;用透射电镜观察形态特征;测定其最佳感染复数、一步生长曲线、酸碱耐受度及宿主裂解谱等生物学特性,并进行全基因组测序。[结果]从喜马拉雅旱獭肠内容物样本中分离得到一株裂解性大肠杆菌噬菌体,命名为vB_EcoM_TH18,其噬菌斑呈无晕环的透亮圆形,透射电镜观察发现该噬菌体头部直径为(90±5) nm,尾部长度为(115±5) nm;最佳感染复数为1;一步生长曲线显示其潜伏期为10 min,110 min后进入平台期,平均裂解量为15 PFU/mL;在pH 4.5-9.5的范围内具有稳定活性;可裂解多种致病型和血清型大肠杆菌和宋内志贺氏菌,无法裂解沙门氏菌、屎肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯杆菌及鲍曼不动杆菌;基因组测序结果表明,其基因组长度为133 882 bp,GC含量为39.95%。基因组共注释到210个编码序列(CDS)和13个tRNAs,不含毒力基因及耐药基因。BLASTn比对结果表明该基因组与Avunavirus属噬菌体Av-05同源性为95.17%。基于噬菌体全基因组、主要衣壳蛋白和终止酶大亚基分别构建系统进化树,结果表明vB_EcoM_TH18是一株肌尾噬菌体科(Myoviridae) Avunavirus属的新型噬菌体。[结论]从喜马拉雅旱獭肠内容物中成功分离并鉴定了一株新型宽谱大肠杆菌噬菌体vB_EcoM_TH18,可裂解多种致病型和血清型的大肠杆菌及宋内志贺菌。     

五株克雷伯氏菌噬菌体的生物学特性及比较基因组学研究

【目的】耐药性克雷伯氏菌属(Klebsiella)的细菌作为人类感染的重要病原,是临床治疗重要的挑战。本研究对多株克雷伯氏菌裂解性噬菌体的生物学特性和基因组特征进行比较分析,为其应用提供更多科学数据。【方法】使用双层平板法从人类和动物新鲜粪便、污水中分离纯化裂解性克雷伯氏菌噬菌体;通过磷钨酸染色和透射电镜观察其形态;采用双层平板噬菌斑法确定其宿主范围,测定温度和pH稳定性、一步生长曲线和体外抑菌效果等生物学特性;基于全基因组测序对分离株进行比较基因组学分析;通过体内抑菌试验评估噬菌体对多重耐药变栖克雷伯氏菌(Klebsiella variicola) BS375-3感染的大蜡螟(Galleria mellonella)幼虫的保护作用。【结果】5株噬菌体分别属于Schitoviridae (pKP-BM327-1.2)、Autographiviridae (pKP-M186-2.1、pKP-M186-2.2和pKV-BS375-3.1)、Drexlerviridae (pKP-BS317-1.1)家族;噬菌体pKV-BS375-3.1可裂解受试菌中的8株,pKP-BM327-1.2可裂解受试菌中的3株,pKP-M186-2.1、pKP-M186-2.2和pKP-BS317-1.1则分别裂解受试菌中的1株;5株噬菌体感染10-20 min后即进入指数增长期,在-20-37 ℃、pH 6-10环境下均能够保持稳定活性;感染变栖克雷伯氏菌BS375-3后经噬菌体pKV-BS375-3.1处理[感染复数(multiplicity of infection, MOI)=100]的大蜡螟幼虫96 h内存活率达到80% (8/10);5株噬菌体基因组长度在42-77 kb之间,未携带抗生素抗性基因和毒力基因,基于内溶素(endolysin)的溯源分析显示该蛋白在克雷伯氏菌噬菌体中呈现多样性,属内呈保守性。【结论】5株克雷伯氏菌噬菌体均具有较好的体外抑菌活性,生物学特性稳定,endolysin在噬菌体属内呈现保守性。宿主谱宽、潜伏期短的噬菌体pKV-BS375-3.1在治疗Klebsiella pneumoniae和K. variicola临床感染方面具有潜在应用前景。     

快速从医院废水中大规模分离铜绿假单胞杆菌噬菌体

目的:从医院废水中快速分离多株不同的铜绿假单胞杆菌噬菌体,研究其生物学特性,为建立铜绿假单胞杆菌噬菌体库做准备。方法:利用噬菌斑法从未经处理的医院污水中分离和鉴定铜绿假单胞杆菌噬菌体,根据感染谱的不同确定它们为不同的铜绿假单胞杆菌噬菌体;重点研究其中一株宿主谱较广的噬菌体的生物学特性,采用负染法电镜观察噬菌体的形态和大小,提取该噬菌体的基因组并进行酶切电泳分析,测定噬菌体感染复数并观察其一步生长曲线。结果:通过噬菌斑法分离出90株铜绿假单胞杆菌噬菌体。电镜观察显示,噬菌体Pa27P1头部呈立体对称,有一长尾;酶切结果显示,噬菌体Pa27P1的基因组为双链DNA;生长曲线表明噬菌体Pa27P1感染宿主菌的潜伏期为25 min,爆发时间为25 min,裂解量为514。结论:90株铜绿假单胞杆菌噬菌体中有5株具有较广的噬菌谱,其组合能裂解所有18株铜绿假单胞杆菌,为深入研究铜绿假单胞杆菌噬菌体的生物学特性及其功能提供了依据。     

一株可裂解动物源性多重耐药志贺氏菌的噬菌体分离鉴定及其生物学特性研究

从鸡的肠道内分离鉴定多重耐药志贺氏菌(Shigelle)，纯化获得可侵袭、裂解该志贺氏菌的噬菌体，并研究其生物学特性。以养殖场病鸡肠道中分离的志贺氏病原菌为宿主，筛选鉴定噬菌体，聚乙二醇沉淀浓缩噬菌体，通过透射电镜观察噬菌体形态，双层平板法测定噬菌体宿主谱、最佳感染复数、一步生长曲线、酸碱耐受性和热稳定性，测定噬菌体对多重耐药致病性志贺氏菌的裂解效果。通过上述方法，共筛选到26株志贺氏菌分离株，分别命名为BS1~BS26。以志贺氏菌BS26为宿主菌分离得到一株裂解性噬菌体并命名为噬菌体PSF26，鉴定为有尾噬菌体目，长尾噬菌体科，噬菌体对福氏志贺氏菌（Shigella flexneri）和宋内志贺氏菌(Shigella sonnei)分离株均有裂解作用。噬菌体PSF26的最佳感染复数为0.1，感染周期为90 min，包括75 min的潜伏期和15 min的爆发期，裂解量为(58±17) pfu/cell。噬菌体PSF26在pH 5~8，温度0~40 ℃条件下能保持较高活性，对宿主菌的抑菌圈直径为(11.33±1.53) mm。结果表明，噬菌体PSF26爆发期短，裂解量高，有较好的酸碱、温度耐受性，对多重耐药性福氏和宋内志贺氏菌有良好的作用效果，为利用噬菌体防控饲养动物中食源性致病菌感染和饲用抗生素替代技术研发提供参考。     

一株新型裂解K63荚膜型肺炎克雷伯菌的噬菌体分离鉴定和生物学特性研究及全基因组分析

[背景]噬菌体具有特定的杀菌能力,对生态和细菌的进化具有重要影响。近年来由于多重耐药细菌的全球出现,噬菌体疗法逐渐引起了人们的关注。[目的]对一株新型裂解K63荚膜型肺炎克雷伯菌的噬菌体vB_KpnP_IME308进行生物学特性研究、测序和比较基因组学的分析。[方法]以一株从临床分离到的肺炎克雷伯菌为宿主菌分离噬菌体,应用双层平板法进行噬菌体最佳感染复数(optimal multiplicity of infection)、一步生长曲线(one-step growth curve)、温度以及pH敏感性实验测定,纯化噬菌体并通过透射电镜观察噬菌体形态;应用标准的苯酚-氯仿提取方案提取噬菌体全基因组,使用Illumina MiSeq测序平台进行噬菌体全基因组测序,测序后对噬菌体全基因组序列进行组装、注释、进化和比较基因组学分析。[结果]分离到一株新型的肺炎克雷伯菌噬菌体,命名为vB_KpnP_IME308;其最佳感染复数为0.001,一步生长曲线结果显示,其感染宿主菌的潜伏期约为20 min,裂解期约为80 min,平均裂解量330PFU/cell;噬菌体vB_KpnP_IME308在4-50℃和pH 5.0-10.0范围内稳定;电镜观察该噬菌体属于短尾噬菌体科(Podoviridae)。基因组测序结果表明,噬菌体基因组全长为43 091bp,(G+C)mol%含量为53.9%,(A+T)mol%含量为46.1%。BLASTn比对结果表明,该噬菌体与目前已知噬菌体基因组仅84%区域有相似性。噬菌体进化树结果表明该噬菌体属于Autographivirinae亚科的Drulisvirus属的成员。[结论]从医院污水中分离鉴定了一株新型的肺炎克雷伯菌噬菌体,表征并分析了噬菌体全基因组序列,这些结果均表明该噬菌体具有开发为抗肺炎克雷伯菌制剂的潜力,为噬菌体治疗多重耐药细菌感染奠定了基础。     

一株金黄色葡萄球菌噬菌体的分离鉴定与生物学特性

【背景】金黄色葡萄球菌作为一种条件致病菌,在临床感染中扮演着重要的角色,需要研究更多更有效的防治手段。【目的】分离金黄色葡萄球菌噬菌体,研究其生物学特性,从而为金黄色葡萄球菌的替代防治提供理论借鉴。【方法】以金黄色葡萄球菌D085为宿主从污水中分离得到一株噬菌体,命名为v B_Sau S_SAP3,用PEG8000浓缩、氯化铯密度梯度离心获得高纯度的噬菌体,1%乙酸双氧铀染色噬菌体进行电镜观察。测定噬菌体宿主谱、最佳感染复数(Multiplicity of Infection,MOI)、一步生长曲线、热稳定性、pH值稳定性及有机溶剂对噬菌体活性的影响。平衡酚法获取噬菌体基因组,Illumina测序技术和SPAdes软件进行基因组测序分析。【结果】电镜下,噬菌体SAP3头部直径为60±5 nm,尾部长170±5 nm。噬菌体vB_SauS_SAP3还能裂解5株金黄色葡萄球菌和1株产色葡萄球菌,其最佳感染复数为0.1。噬菌体vB_SauS_SAP3潜伏期为20 min,60 min后进入平台期,裂解量约为210 PFU/cell;对45°C以下温度有一定耐受性,超过45°C开始急剧失活;能在中性pH值时保持稳定活性,酸性环境会使其急剧失活,对碱性环境有一定的抵抗力;对氯仿和异戊醇不耐受。其基因组分析结果表明:噬菌体基因组大小为41950bp,GC含量为35.42%,预测有65个开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)。进化分析表明,噬菌体vB_SauS_SAP3属于长尾科噬菌体,是一种新型的噬菌体。【结论】噬菌体vB_SauS_SAP3是一株窄谱的能够耐受一定温度和碱性环境的长尾科新型噬菌体,对其研究可为金黄色葡萄球菌噬菌体的研究提供理论材料。     

一株屎肠球菌烈性噬菌体的分离鉴定及基因组测序分析

【背景】屎肠球菌为ESKAPE(由屎肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌属六大超级细菌的拉丁学名首字母组成)病原体之一,对多种抗菌药物具有耐药性,严重威胁全球人类健康,被世界卫生组织列入亟须研发新抗菌药的病原体名单。【目的】分离针对屎肠球菌的烈性噬菌体,测定其基本生物学特性并进行基因组测序分析,为屎肠球菌噬菌体疗法提供原料。【方法】从牧场污水中分离筛选出一株烈性屎肠球菌噬菌体,命名为Enterococcus phage 1A11,通过透射电镜观察噬菌体的形态,测定其最佳感染复数、一步生长曲线和裂解谱,并进行全基因组的测序和分析,以阐释该噬菌体的基本生物学特性。【结果】电镜下可观察到屎肠球菌噬菌体1A11具有典型的正二十面体头部结构和较长的尾部结构,属于有尾病毒目长尾病毒科,而且测得其最佳感染复数为0.01,裂解周期为70 min,潜伏期为30 min,暴发期为40 min,并特异性地对部分屎肠球菌产生裂解作用。噬菌体1A11的基因组大小为42 750 bp,GC含量为34.71%,含有70个推定的开放阅读框(open reading frame, O...     

两株新的金黄色葡萄球菌烈性噬菌体的生物学特性和基因组学研究

以金黄色葡萄球菌为宿主菌,从奶牛场废水样品中分离到两株烈性噬菌体,分别命名为phiSA_BS1和phiSA_BS2。电子显微镜观察显示其头部呈多面体对称,有伸缩性尾部。对这两株噬菌体的一步生长曲线、温度耐受性和pH耐受性进行研究,发现两者均裂解3株金黄色葡萄球菌,但不能裂解1株表皮葡萄球菌。进一步分析它们的全基因组序列,发现phiSA_BS1基因组大小为 142 978 bp,GC含量为 29.80%,预测到201个开放读码框(open reading frame,ORF),未预测到tRNA基因;phiSA_BS2基因组大小为 149 230 bp,GC含量为 29.61%,预测到210个ORF和1个tRNA基因。系统发育分析表明,这两株噬菌体同属肌尾噬菌体科,属于新的金黄色葡萄球菌噬菌体,可能为治疗金黄色葡萄球菌相关的奶牛乳腺炎提供新的方法。     

鸡源大肠杆菌噬菌体vB_EcoM-E33的分离鉴定和基因组特征及其治疗效果评价

【背景】大肠杆菌是导致规模化养殖家禽死亡的重要病原体,噬菌体防治耐药性细菌感染具有广阔的应用前景。【目的】从鸡场环境样本中分离出噬菌体,研究其生物学活性特征及其对白羽肉鸡大肠杆菌病的治疗效果。【方法】采用双层平板法分离纯化噬菌体vB_EcoM-E33(E33);利用透射电镜观察其形态特征;克隆噬菌体E33基因组序列并分析其基因组特征;通过裂解谱、最佳感染复数、理化因子耐受性和一步生长曲线确定噬菌体E33的生物学活性;构建白羽肉鸡大肠杆菌感染模型,检测噬菌体E33的治疗效果。【结果】从鸡场粪便样本中分离到一株Straboviridae科噬菌体E33,其宿主谱为35.4%(34/96),基因组全长为170625bp,包含271个开放阅读框和2个tRNA,无毒力基因和耐药基因。以Escherichia coli E32为宿主菌增殖,噬菌体E33的潜伏期为10min,暴发量为60PFU/cell;当感染复数为0.001时,噬菌体E33效价最高,达到1.93×10⁹PFU/mL;在50℃以下和pH3.0–11.0范围内活性稳定;对紫外线敏感。口服10⁸CFU/mL的致病性E.coliO78构建白羽肉鸡感染模型,肌肉注射10⁸PFU/mL噬菌体E33具有良好的治疗效果。【结论】噬菌体E33具有宿主谱宽、裂解性能高、理化因子耐受性强、不携带有害基因等优点,具有较好的开发价值,有望作为抗生素替代品用于鸡场致病性大肠杆菌病的防控。     

噬菌体ΦEc-SL25对大肠埃希菌临床分离株裂解作用的研究

目的分离鉴定大肠埃希菌噬菌体并分析其裂解特性,为噬菌体疗法应用于大肠埃希菌感染提供实验依据。方法采用双层琼脂噬斑法从污水中分离噬菌体,通过透射电镜观察噬菌体的形态学特征,利用限制性酶切图谱初步分析噬菌体的基因组,测定噬菌体对宿主菌的最佳感染复数和一步生长曲线,分析噬菌体对宿主菌的裂解谱,观察噬菌体在不同的pH及温度下对宿主菌的裂解特性,SDS-PAGE分析噬菌体的主要和次要蛋白。结果通过噬斑法从污水中分离出1株能裂解大肠埃希菌的噬菌体,命名为ΦEc-SL25;电镜显示,噬菌体ΦEc-SL25的形态特征符合有尾病毒目、管尾病毒科噬菌体;ΦEc-SL25的最佳感染复数为0.01;一步生长曲线表明,噬菌体ΦEc-SL25的潜伏期为5 min,爆发期为10 min;ΦEc-SL25对26株大肠埃希菌的裂解率可达30.8%;在温度70℃20min时以及在pH 4~10的范围内,噬菌体ΦEc-SL25仍保持其裂解活性;蛋白电泳可观察到2条主要蛋白带和至少3条次要蛋白。结论噬菌体ΦEc-SL25是一种潜伏期短、裂解较性强的毒性噬菌体,可用于开发针对大肠埃希菌感染的生物制剂。     

一株新型牛源肺炎克雷伯菌噬菌体的分离鉴定

【背景】肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)是一种广泛分布于环境中的重要致病菌,该菌较高的耐药性致其在养殖业中治疗较为困难。【目的】分离一株裂解性肺炎克雷伯菌噬菌体,对分离株进行生物学特性鉴定和基因组学分析。【方法】使用双层平板法从四川省某奶牛场中分离、纯化出一株裂解性噬菌体,测定其裂解谱、热稳定性、酸碱耐受度、最佳感染复数及一步生长曲线等生物学特性,并进行全基因组的测序及注释分析。【结果】得到一株裂解性肺炎克雷伯菌噬菌体vB_Kpn_B01,该噬菌体拥有透明且无晕环的噬菌斑,热稳定性较高,在极酸或极碱环境下不进行裂解活动,特异性较强,属长尾噬菌体科(Siphoviridae)。vB_Kpn_B01全基因组大小为113 227 bp,GC含量为47.97%。注释结果显示噬菌体拥有149个编码序列和25个tRNAs,不含耐药基因及毒力基因。通过噬菌体的进化树分析发现,该噬菌体为Sugarlandvirus。【结论】vB_Kpn_B01拥有高效的生长特性和对不利环境的低耐受性,拥有裂解宿主菌的必备基因,并不含耐药基因及毒力基因,具有应用于畜牧业中防治多重耐药细菌的潜力。     

林麝源铜绿假单胞菌噬菌体vB＿PaeM＿PAMD02的生物学特性与全基因组序列分析

【背景】圈养林麝一半以上的死亡是由铜绿假单胞菌引起的化脓性疾病导致。另外,由于细菌的抗性增加,噬菌体是继抗生素后的另一抗菌选择。【目的】以分离自病死林麝肺脏的铜绿假单胞菌为宿主菌分离一株噬菌体,对其进行生物学特性、全基因组序列分析与体内抑菌试验。【方法】通过双层平板法分离纯化一株裂解性噬菌体,测定其裂解谱、最佳感染复数、一步生长曲线、热稳定性、最适生长pH等生物学特性,通过电镜观察其具体形态,进行全基因组测序与序列分析,并进行小鼠体内抑菌试验。【结果】分离到一株裂解性铜绿假单胞菌噬菌体并命名为vB＿PaeM＿PAMD02,该噬菌体具有透明且边缘清晰无晕环的噬菌斑,其裂解谱较窄,最佳感染复数为0.1,裂解潜伏期为40 min,裂解暴发量较高,热稳定性较高,可耐受弱碱环境。其全基因组大小为66 264 bp,GC含量为55.59%,序列注释结果显示该噬菌体具有92个开放阅读框,不含毒力与耐药基因,属于肌尾噬菌体科。小鼠体内抑菌试验结果显示了PAMD02对其宿主菌良好的抑菌效果。【结论】本研究分离的噬菌体PAMD02有较高的裂解效率,对不利环境有较好的耐受性,不含毒力基因与耐药基因,具有应用...     

阪崎克罗诺杆菌噬菌体JC01的筛选和特性

【背景】阪崎克罗诺杆菌是一种食源性病原体，摄入受污染的婴儿配方奶粉(powdered infant formula, PIF)常引起新生儿坏死性小肠结肠炎和脑膜炎，对早产儿和免疫功能低下的婴儿健康甚至生命产生严重威胁。噬菌体具有特异性杀菌性，可成为一种新型生物防控制剂预防阪崎克罗诺杆菌和其他食源性致病菌的污染。【目的】从污水中分离出感染阪崎克罗诺杆菌噬菌体，评价其生物学特性、基因组生物信息及在婴儿配方奶粉中杀菌作用。【方法】采用双层琼脂法分离鉴定噬菌体，并测定其酸碱稳定性、温度稳定性、宿主范围和一步生长曲线，透射电镜观察形态，对其基因组进行二代测序和裂解功效测定。【结果】从污水中分离到一株新的能裂解阪崎克罗诺杆菌的噬菌体JC01，具有二十面立体对称头部和非收缩的长尾，噬菌体JC01基因组为双链DNA，由61 736 bp组成，预测有76个开放阅读框(open reading frame, ORF)，不含有tRNA，基因组中不含有耐药基因和毒力基因。系统发育分析及基因比对分析显示噬菌体JC01是全新的噬菌体，归类于有尾噬菌体纲(Caudoviricetes)卡金斯病毒科(Casjensviridae)雅昆病毒属(Jacunavirus)，被命名为Jacunavirus 01。噬菌体JC01在不同温度(−20-40 °C)和pH 5.0-9.0范围内稳定，且对婴儿配方奶粉污染的阪崎克罗诺杆菌具有良好的杀菌效果。【结论】JC01噬菌体是裂解阪崎克罗诺杆菌的新噬菌体，作为生物安全防控剂在食品生产和加工方面具有很大潜力。     

2016-2017年宁夏地区牛源金黄色葡萄球菌的全基因组分析

[目的] 了解宁夏地区奶牛乳腺炎金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus,SA）代表菌株的基因组序列基本特征,进一步探究其耐药基因型、毒力及进化关系,为兽医临床防治提供理论依据。[方法] 采用纸片法对97株金黄色葡萄球菌临床分离株进行抗菌药物敏感性试验,同时进行葡萄球菌蛋白A（Staphylococcus aureus protein A,spa）分型、多位点序列分型（multilocus sequence typing,MLST）,根据分型结果选取16株代表菌株进行全基因组测序,并对获得的测序序列进行处理分析。[结果] 药敏试验结果显示97株分离株对18种抗菌药物存在不同程度的耐药,其中9株耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（methicillin-resistantStaphylococcus aureus,MRSA）对青霉素、氨苄西林、苯唑西林、头孢噻呋、磺胺异噁唑、红霉素、庆大霉素和克林霉素等8种抗菌药物完全耐药,甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌（methicillin-sensitiveStaphylococcus aureus,MSSA）菌株对青霉素、氨苄西林、磺胺异噁唑耐药率较高。耐药基因数据库（antibiotic resistance genes database,ARDB）注释分析显示16株代表菌株共携带21种耐药基因,其中norA、tet38、bacA、mepA的携带率较高,与药敏试验结果具有一定的相关性。毒力基因数据库（virulence factors of pathogenic bacteria,VFDB）注释分析显示所有菌株携带多种与粘附、宿主免疫逃逸、分泌、胞外酶编码、铁摄取等疾病相关的毒力基因,MRSA菌株均携带较多毒力因子,MSSA菌株携带毒力因子数目不等。基因岛预测结果显示16株代表菌株存在不同数量的基因岛且MRSA菌株携带基因岛数目及毒力基因岛较多,但耐药基因岛数目与MSSA差异不明显。SNP分析结果显示部分分离株同源性较高,同源性较高的两株MRSA的全基因组基本序列特征差异较小,携带的耐药、毒力基因情况相似。[结论] 宁夏地区牛源SA分离株耐药性情况严重且具有较高的毒力水平,本研究为家畜相关MRSA（livestock-associated MRSA,LA-MRSA）与MSSA基因组序列信息的比较分析及宁夏地区SA感染的临床防控提供参考依据。     

一株枯草芽孢杆菌原噬菌体Bsu-yong1的基因组分析

【目的】枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）是在自然界中广泛存在的革兰氏阳性菌，其抗逆性极强，能抑制大多数有害菌的繁殖，是常用的产酶菌，用其生产的蛋白酶、淀粉酶占全球工业酶产量的50%。原噬菌体（prophage）整合在宿主基因组中，可为宿主提供基因和生物学功能，非常具有研究价值。以往，有关B. subtilis原噬菌体的报道主要集中于缺陷型原噬菌体（defective prophage），本研究对一株非缺陷型活性原噬菌体（active prophage）的基因组进行解析，以扩充对非缺陷型原噬菌体的认知。【方法】使用丝裂霉素C从枯草芽孢杆菌中诱导一株噬菌体，命名为Bacillus phage Bsu-yong1（简称Bsu-yong1）。对Bsu-yong1进行负染、透射电镜（transmission electron microscopy，TEM）观察，用Illumina MiSeq测定其基因组序列、综合运用生物信息学工具对其进行基因功能注释和系统进化分析。【结果】Bsu-yong1与PBSX类缺陷型原噬菌体在形态上相似，但Bsu-yong1具有完整的噬菌体基因组，这与缺陷型原噬菌体不同，后者在包装过程中不能正确包裹自身的基因组，而是随机包裹一段宿主染色体。Bsu-yong1基因组全长为43 590 bp，G+C含量为41%，含有62个开放阅读框（open reading frame，ORF），呈模块化分布。Bsu-yong1拥有基因编码T7SS效应器LXG多态性毒素（T7SS effector LXG polymorphic toxin）、ImmA/IrrE蛋白和SMI1/KNR4蛋白。前二者为细菌毒素（toxin），后者为抗毒素（antitoxin），toxin-antitoxin是细菌免疫系统重要成员，参与菌间竞争与环境适应。此前，尚未有编码LXG polymorphic toxin的基因在噬菌体中被发现和报道。在基于全基因组比对构建的蛋白谱进化树（proteomic tree）中，Bsu-yong1与噬菌体sv105、rho14、vB_BteM-A9Y聚集形成一个独立的进化支（clade），基因组比对显示它们基因组的复制与调控模块具有高度保守性，它们共享29个核心基因（core gene），均具有PBSX样形态特征。Bsu-yong1与其他噬菌体的进化距离较远。将Bsu-yong1与所有噬菌体进行比对，得到的成对序列比较（pairwise sequence comparison，PASC）最大值为46.72%，小于属边界值（70%）。【结论】vB_Bsu-yong1在有尾纲中代表一个新的未知的属；建议构建一个新的科（family），该科由Bsu-yong1与噬菌体sv105、rho14、vB_BteM-A9Y组成。vB_Bsu-yong携带免疫相关基因，它可能有利于宿主在菌间竞争中获胜和适应环境。本研究丰富了噬菌体基因数据库，拓展了对芽孢杆菌活性原噬菌体的认知。     

一株铅黄肠球菌噬菌体的生物学特性和全基因组分析

【目的】铅黄肠球菌是医源感染的机会致病菌,可引起危及生命的败血症、脑膜炎等,但针对其噬菌体的研究尚属空白。噬菌体作为细菌病毒,具有宿主特异性。本研究首次分离到可培养的铅黄肠球菌烈性噬菌体,对其基因组序列的分析和其他特征研究为进一步探讨噬菌体与宿主的作用机制及治疗应用提供参考。【方法】噬菌体Ecf_virus_SZ01以健康人粪便中分离的铅黄肠球菌(DO55)作为宿主菌,分离自深圳市南山区未经处理的生活污水样本,利用透射电镜观察噬菌体形态并对其生物学特征和基因组特点进行研究。【结果】透射电镜显示,噬菌体Ecf_virus_SZ01头部直径约为106 nm,尾部直径约为150 nm,尾长且无伸缩性尾鞘,属长尾噬菌体科;该噬菌体的最佳感染复数为0.01;一步生长曲线显示,潜伏期约为30 min,每个受感染细胞产生子代的平均数量为50 PFU/cell;抑菌曲线显示MOI=0.01时对宿主菌具有很好的抑制效果;宿主特异性强,不能实现跨属侵染;测序结果显示其基因组为dsDNA,长度为59 409 bp,GC含量为43.2%;该噬菌体共有102个开放阅读框,BLASTn比对显示该噬菌体与NCBI数据库中其他噬菌体相似性极低。【结论】首次分离到宿主为铅黄肠球菌的噬菌体,具有潜伏期短、裂解能力强、宿主专一的特征,基因组与数据库中现有噬菌体相比十分新颖,并对其生物学特性和基因组进行了分析。     

金黄色葡萄球菌噬菌体vB_Sau_P68的基因组分析和裂解酶

【背景】金黄色葡萄球菌是常见的人畜共患条件致病菌,随着多耐药菌株分离率的增长,研发与抗生素作用模式不同的抗菌剂迫在眉睫。【目的】分离高效且特异性强的金黄色葡萄球菌噬菌体,对其进行功能注释,并对其编码的裂解酶进行功能验证。【方法】通过对噬菌体全基因组序列进行分析找到裂解酶基因,利用原核表达系统对其编码的2个裂解酶蛋白进行克隆,用SDS-PAGE与蛋白免疫印迹法(Western blotting)鉴定目的蛋白是否表达,并采用单斑法验证其裂解活性。【结果】本研究的噬菌体为一株新的金黄色葡萄球菌噬菌体,命名为vB＿Sau＿P68,该基因组全长为139 409 bp,GC含量为31.0%,编码220个开放阅读框(open reading frame,ORF),透射电镜观察具有正二十面体头部和收缩性尾部,形态学分类属于肌尾噬菌体。该噬菌体编码2个裂解酶基因,分别具有CHAP催化结构域与SH3＿5结合结构域,SDS-PAGE与Western blotting表明Lys161能够表达且有裂解活性,Lys163则无法外源表达。对Lys161序列进行分析,该裂解酶无信号肽,无跨膜区域,以无规则卷曲为主。【...     

一株污水源多重耐药大肠杆菌的耐药性检测及全基因组测序分析

【背景】水体环境分布广、流动性强,是耐药菌和耐药基因传播的主要媒介。【目的】了解北方污水厂大肠杆菌携带的耐药基因及可移动遗传元件情况。【方法】从北方污水厂筛选出一株多重耐药大肠杆菌,通过药敏试验进行耐药性检验,采用96孔板法测定菌株的最小抑菌浓度,利用酶标仪探究亚抑菌浓度抗生素对菌株生长的影响,并对菌株进行全基因组测序,对其携带的耐药基因及可移动遗传元件进行预测。【结果】大肠杆菌WEC对四环素、环丙沙星、诺氟沙星和红霉素具有耐药性,亚抑菌浓度的四环素、环丙沙星和诺氟沙星能够延缓或抑制菌株的生长。WEC菌株的基因组中包含一条大小为4 782 114 bp的环状染色体和2个大小分别为60 306 bp (pWEC-1)和92 065 bp (pWEC-2)的环状质粒。菌株共携带129个耐药基因,其中128个位于染色体上,在染色体上预测到原噬菌体、基因岛及插入序列的存在,部分可移动遗传元件携带有耐药基因。质粒pWEC-1中无耐药基因,pWEC-2含有1个耐药基因,在质粒基因组中预测到原噬菌体和插入序列。【结论】污水源大肠杆菌WEC是一株多重耐药菌株,其基因组中携带耐药基因和多种可移动遗传元件...