绒山羊源大肠杆菌噬菌体φPTK的分子生物学特性及对小鼠大肠杆菌感染的防治效果

【背景】抗生素耐药问题是影响人类及养殖业健康的重要因素，噬菌体能特异性裂解细菌，成为抗生素替代品研究热点，是解决抗生素耐药难题、促进养殖业健康发展的新途径。【目的】通过研究绒山羊源大肠杆菌烈性噬菌体φPTK (phage target of K1)的分子生物学特性，同时利用小鼠感染模型研究φPTK对小鼠大肠杆菌感染的防治效果，为绒山羊大肠杆菌病的防控提供新策略。【方法】用聚乙二醇-氯化钠(PEG 8000-NaCl)浓缩φPTK后，采用透射电子显微镜观察其超微形态结构；运用苯酚-氯仿法提取φPTK核酸后通过Illumina HiSeq高通量测序分析其全基因组结构，使用Mauve比较基因组学分析，通过MEGA绘制噬菌体进化树；通过构建小鼠感染模型分析φPTK对小鼠感染大肠杆菌的防治效果。【结果】透射电镜显示φPTK头部为正多面体形，直径90 nm，有长约112 nm、直径约18 nm的可收缩长尾；φPTK基因组全长169 688 bp，GC含量37.72%，有264个开放阅读框，含穿孔素-裂解酶(holin-lysin)裂解系统，有抗穿孔素蛋白和裂解抑制辅助蛋白，未发现抗生素耐药基因和毒力基因；比较基因组分析表明，φPTK为一株新的绒山羊源大肠杆菌烈性噬菌体；小鼠大肠杆菌感染前和感染后分别使用φPTK进行预防和治疗的试验表明，未使用φPTK的阳性对照组小鼠全部死亡，预防组和治疗组小鼠存活率分别为80%和60%。【结论】噬菌体φPTK是一株能够在小鼠大肠杆菌感染中具有较好预防效果的有尾噬菌体目(Caudovirales)肌尾噬菌体科(Myoviridae)绒山羊源大肠杆菌烈性噬菌体，本研究为绒山羊噬菌体生物制剂的创制奠定了基础。