一株裂解性低温假单胞菌噬菌体的分离及特性研究

从明永冰川低温土壤中分离、纯化获得一株低温假单胞菌噬菌体PFV1,并对其生物学特性(噬菌体基因组限制性酶切片段长度多态性、衣壳蛋白组分分析及生理特征)进行了初步研究。基于16S rRNA基因测序分析结果,将宿主菌初步鉴定为荧光假单胞菌菌株。噬菌体PFV1为球形,直径约50 nm。PFV1在4℃时具有侵染活性,4~25℃范围内均可形成噬菌。对氯仿具有一定的敏感性,具有热不稳定性,基因组为双链DNA,大小约38 kb。     

PH826噬菌体与抗生素联用有效抑制多重耐药铜绿假单胞菌生物被膜的形成

【目的】铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是一种重要的革兰氏阴性病原体,可以加重囊性纤维化患者的肺部感染,最终会导致患者的死亡。然而由于多重耐药(multi-drug resistant,MDR)和泛耐药(pan-drug resistant, PDR)铜绿假单胞菌菌株的出现,使其防控变得更为严峻。【方法】从养殖场污水中分离能有效裂解多重耐药铜绿假单胞菌的噬菌体,研究其形态特征、生物学特性、宿主谱范围、基因组特征和体外抑菌能力等,并采用噬菌体和抗生素联用的方法进行生物被膜的抑制试验。【结果】透射电子显微镜的形态分析和基因组分析结合表明,该噬菌体属于Nankokuvirus病毒属。生物学特性试验表明,PH826具有广泛的温度稳定性(4-60℃)和pH稳定性(3.0-11.0)。宿主谱测试显示,PH826可以裂解13株铜绿假单胞菌(包括人源和动物源),体外抑菌试验显示,PH826在感染复数(multiplicity of infection, MOI)分别为10、1、0.1时对铜绿假单胞菌均有强烈的裂解作用。根据基因组分析,PH826噬菌体的基因组大小为87 95...     

一株感染铜绿假单胞菌的双链RNA噬菌体PaP6的分离和鉴定

【目的】鉴定一株新分离的铜绿假单胞菌噬菌体PaP6的生物学特性。【方法】利用铜绿假单胞菌临床分离株PA038为宿主,从西南医院污水中分离得到一株裂解性噬菌体PaP6,观察其噬斑特点;氯化铯密度梯度离心纯化噬菌体颗粒后,用透射电子显微镜观察噬菌体形态;提取PaP6基因组,通过DNA酶和RNA酶酶切,做基因组酶切图谱分析;按照感染复数(MOI)分别为10、1、0.1、0.01、0.001和0.000 1加入噬菌体和宿主菌,裂解细菌后,测定噬菌体滴度;以MOI=10的比例加入噬菌体和宿主菌,绘制一步生长曲线;用112株铜绿假单胞菌临床分离株检测PaP6宿主谱。【结果】PaP6的噬斑直径约2 mm-4 mm,圆形透明,边缘清晰;PaP6噬菌体呈多面体立体对称的头部,直径约45 nm;酶切图谱表明PaP6基因组对DNase不敏感,对RNase敏感,未酶切基因组具有3节段双链RNA(dsRNA),长度分别约为9.0、4.5、3.5 kb,共约17 kb;当MOI为0.1时PaP6感染其宿主菌产生的子代噬菌体滴度最高,达到3.4×109 PFU/m L;用一步生长曲线描绘了其生长特性;PaP6可以感染40.1%的临床分离株,是一株比较广谱的噬菌体。【结论】首次报道了一株铜绿假单胞菌的ds RNA分节段噬菌体,分类学上属于囊病毒科,该噬菌体具有较广的宿主谱,在噬菌体治疗领域具有应用前景。     

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。     

一株肺炎克雷伯菌噬菌体的生物学特性及全基因组分析

【背景】随着抗生素的广泛使用甚至滥用,细菌耐药性问题日益显著,利用噬菌体治疗耐药致病菌的方法重新开始被人们关注。【目的】对一株烈性肺炎克雷伯菌噬菌体vB_KpnP_IME279进行生物学特性研究及生物信息学分析。【方法】以一株多重耐药的肺炎克雷伯菌为宿主菌,从医院污水中分离噬菌体,应用双层平板法检测噬菌体效价、最佳感染复数(Optimal MOI)、一步生长曲线以及裂解谱,纯化后通过透射电镜观察噬菌体形态;应用蛋白酶K/SDS法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】分离到一株新的肺炎克雷伯菌噬菌体,命名为vB_KpnP_IME279;其最佳感染复数为0.1,一步生长曲线显示潜伏期为20 min,平均裂解量140 PFU/cell,电镜观察显示该噬菌体属于短尾噬菌体科(Podoviridae)。基因组测序表明,噬菌体基因组全长为42 518 bp,(G+C)mol%含量为59.3%。BLASTn比对结果表明,该噬菌体与目前已知噬菌体的相似性较低,基因组仅70%区域与已知噬菌体有同源性。构建噬菌体主要衣壳蛋白的基因进化树,分析了噬菌体IME279与其他短尾科噬菌体的进化关系,结果表明该噬菌体是短尾科噬菌体的一名新成员。【结论】分离鉴定了一株新的肺炎克雷伯菌噬菌体,进行了生物学特性、全基因组测序和生物信息学分析,为研究肺炎克雷伯菌噬菌体与宿主之间的相互作用关系以及治疗多重耐药细菌感染奠定了基础。     

假单胞菌NyZ12基因组的可塑多变特征

【背景】假单胞菌是广泛存在于土壤、水体环境的微生物,其中Pseudomonas plecoglossicida NyZ12是一株能够以环己胺为唯一碳源和氮源生长的革兰氏阴性菌,其基因组达到7.0Mb左右。【目的】研究假单胞菌NyZ12的基因组是否具有可塑性和多变特征。【方法】以环己胺为唯一碳源和氮源生长的P. plecoglossicida NyZ12为研究对象,以琥珀酸或者代谢中间产物环己酮为碳源连续传代让其自然发生突变,然后筛选在以环己胺为唯一碳源和氮源的无机盐培养基上不能生长的突变体。将获得的突变体进行全基因组测序,并与野生型假单胞菌NyZ12的全基因组进行比对。【结果】以琥珀酸和环己酮为碳源分别筛选到一株突变体T1和T2,测序比对后发现假单胞菌突变体T1、T2的基因组发生大量的缺失和突变。对基因丢失的原因进行了分析,丢失的2个大片段中存在大量的重复序列、转座酶、转座子和原噬菌体。【结论】假单胞菌NyZ12的基因组具有可塑多变的特征。其可能的机制为进一步揭示微生物的适应和进化提供了参考。     

前噬菌体

随着微生物基因组测序工作的广泛展开,前噬菌体在宿主菌基因组中普遍存在的事实已逐渐为人们所接受.相关研究工作的深入揭示前噬菌体并不只是细菌体内一个简单的寄生体,相反是细菌生理活动相当活跃的参与者,在宿主菌生命活动中发挥着重要的作用.对前噬菌体的深入了解将丰富人们对多种生命现象的认识.本文即是关于前噬菌体的分类、分布、鉴定、进化及其与宿主菌相互作用等知识点的一个简单综述.     

PB1样铜绿假单胞菌噬菌体PHW2的生物学特性

【背景】铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是一种引起医院感染、急性感染和慢性感染的常见条件致病菌。多重耐药铜绿假单胞菌仍然是引起严重医院感染的常见病菌,其临床治疗面临严峻挑战。噬菌体具有特异性杀菌的能力,在防治铜绿假单胞菌耐药菌方面具有应用前景。【目的】分离能裂解碳青霉烯类耐药的铜绿假单胞菌的噬菌体,分析其生物学特性和基因组特征,为噬菌体治疗储备资源。【方法】采集环境水样,用双层琼脂平板法分离噬菌体,对其形态、一步生长曲线、感染复数等生物学特性进行研究;使用IlluminaMiSeq平台测定噬菌体的全基因组序列,利用Newbler3.0、GeneMarkS、BLASTp、Mauve2.4.0等生物信息软件进行拼接、注释和比较基因组学分析。【结果】分离到一株噬菌体PHW2,该噬菌体属肌尾病毒科成员,可裂解7株碳青霉烯类耐药的铜绿假单胞菌;其最佳感染复数为0.1。一步生长曲线结果显示,其感染宿主菌PA001的潜伏期为100 min,裂解期为360 min,裂解量为25 PFU/cell;噬菌体PHW2在温度25-50℃和pH 6.0-8.0范围内稳定;紫外照射7 ...     

铜绿假单胞菌噬菌体的分离鉴定及耐噬菌体突变频率测定

用铜绿假单胞菌为宿主菌自污水中分离到3株不同的铜绿假单胞菌噬菌体,命名为PaP1、PaP2及PaP3者均为DNA双链噬菌体,基因组大小分别约为47kb、34kb及24kb。3株噬菌体原液滴度（pfu）分别为109/mL、1011/mL和1011/mL。PaP1为裂菌性噬菌体,PaP2及PaP3为溶原性噬菌体。电镜观察,3株噬菌体头部均为多面体立体对称颗粒,直径分别约为70nm、55nm和65nm。PaP1属肌尾噬菌体科,PaP2和PaP3属短尾噬菌体科。研究中还发现了铜绿假单胞菌的耐噬菌体现象及耐受菌与敏感菌之间的“菌群交替”现象,经测定铜绿假单胞菌耐噬菌体的突变机率在1.4×10-7～7.9×10-7之间。     

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...     

10株铜绿假单胞菌的全基因组序列分析

目的 了解不同分离来源铜绿假单胞菌的全基因组基本特征,以此分析基因组多态性及其遗传进化关系。方法 选择10株医源性和食源性来源的铜绿假单胞菌代表性菌株,应用Solexa高通量测序技术对其进行全基因组测序,以此进行多位点序列分型(multilocus sequence typing, MLST),比较各菌株基因组中携带的耐药基因、毒力基因及插入序列(insertion sequence, IS)元件,并通过比较基因组学分析方法拟合泛基因组和核心基因组积累曲线,筛选核心基因SNP构建系统发育分子进化树。结果 10株菌的基因组从6.3～7.0 Mbp大小不一,包含5 868～6 598个基因,平均G+C含量为67.1%;发现10个菌株各具不同的ST型。在这10个菌株的基因组中,共检测到75种耐药基因,包括抗β-内酰胺酶类、抗氨基糖苷类、抗氟喹诺酮类等;共发现188种毒力基因,不同来源菌株间无明显差异;各菌株之间IS元件种类和数量差异较大。分析发现,铜绿假单胞菌具有开放型泛基因组和稳定型核心基因组;10株菌可分为3个进化分支,且不同分离时间和来源无明显相关性。结论 本研究获得10株不同分离来源的铜绿假单胞菌的全基因组序列,初步证实食品及患者分离来源菌株基因组数据无明显相关性,为后续铜绿假单胞菌的分子流行病学和致病性机制研究提供数据参考。     

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。     

一株烟草青枯雷尔氏菌烈性噬菌体RS-PⅡ-1的分离及全基因组分析

分离鉴定一株侵染烟草青枯雷尔氏菌的烈性噬菌体,观察其形态特征,并进行全基因组测序与分析,为采用噬菌体疗法防治烟草青枯病提供技术储备。以烟草青枯菌TB15-15为宿主菌,从土壤中筛选分离得到噬菌体;分离得到的噬菌体经纯化浓缩,采用透射电子显微镜观察其形态特征;提取噬菌体DNA,进行全基因组高通量测序,分析其全基因组的结构特征,比较基因组分析明确其进化关系。以TB15-15为宿主菌,从长期种植烟田土壤中分离得到一株青枯雷尔氏菌烈性噬菌体。电镜观察显示,该噬菌体属于有尾噬菌体目、短尾噬菌体科。基因组全长42 042bp,GC含量为63.2%,含有46个开放阅读框,比较基因组分析确定该噬菌体为一株新的青枯雷尔氏菌烈性噬菌体,命名为RS-PⅡ-1。以烟草青枯菌为宿主菌,分离到一株新的青枯雷尔氏菌烈性噬菌体RS-PⅡ-1,明确了其形态和基因组特征,为防治青枯病的噬菌体疗法奠定基础。     

粪肠球菌噬菌体vB_EfaP_IME195的生物学特性及其全基因组分析

【目的】以粪肠球菌为宿主菌,从医院的污水中筛选出相应的粪肠球菌噬菌体v B_Efa P_IME195,简称IME195,研究其生物学特性;并通过高通量测序得到其全基因组,深入研究其基因组学特征。【方法】以临床的耐药粪肠球菌为宿主菌,利用医院污水筛选噬菌体并纯化;对噬菌体IME195生物学特性进行了深入研究,包括电镜观察噬菌体形态、最佳感染复数、一步生长曲线、噬菌体IME195对紫外线的敏感度、对温度的耐受程度、对p H的耐受程度、对氯仿是否敏感;通过蛋白酶K/SDS法提取噬菌体IME195全基因组;Ion Torrent高通量测序;测序后进行噬菌体全基因组序列组装、注释、进化分析和比较分析。【结果】通过噬菌体梯度稀释,双层培养基平板法得到噬菌斑边缘分明、斑体透明的裂解性噬菌体IME195,最佳感染复数为0.01,一步生长曲线显示IME195的潜伏期为30 min,暴发量为11。该噬菌体对紫外线比较敏感,对5%浓度的氯仿不敏感,噬菌体对高温比较敏感,该噬菌体在p H 6.0-8.0范围内具有良好的裂解活性;电镜观察结果显示该噬菌体属于尾病毒目短尾噬菌体科;全基因组分析表明:噬菌体IME195基因组大小只有18 607 bp(Gen Bank登录号为KT932700),G+C含量仅为33%。BLASTn比对结果表明,该噬菌体和Gen Bank中的噬菌体v B_Efae230P-4只有82%的相似性。对噬菌体IME195进行了全基因组功能注释和进化分析。【结论】分离鉴定了一株粪肠球菌噬菌体,进行了生物学特性、全基因组测序和生物信息学深入分析,为噬菌体治疗多重耐药细菌奠定了基础。     

细菌CRISPR-Cas 系统功能及其与噬菌体相互作用

摘要:近来研究发现,细菌CRISPR-Cas 系统在宿主菌抵抗可移动基因元件(mobile genetic elements,MGEs)的过程中发挥重要作用。CRISPR-Cas还参与宿主菌群体行为和毒力基因调控、DNA修复和基因组进化过程。本文着重综述细菌CRISPR-Cas系统的结构、类型、作用机制及其适应性免疫之外的其他功能(如对内源性基因表达的调控、促进基因组进化、DNA修复等);概述噬菌体抵抗CRISPR-Cas系统的机制,并对噬菌体-宿主菌相互作用进行探讨和展望。     

铜绿假单胞菌噬菌体PaP2基因组的末端鉴定

在噬菌体全基因组测序工作中 ,基因组结构性质和末端鉴定是一个重要内容 ,只有在明确了末端的性质与结构之后 ,对一个生物体的测序工作才告结束。噬菌体PaP2是我室新近分离的 1株溶原性铜绿假单胞菌噬菌体 ,以噬菌体PaP2基因组为模板 ,经过鸟枪法随机测序和重叠群组装拼接之后得到的是一个全长为 4 3783bp的表观为“环状”的dsDNA基因组 ,基因组在自然状态下的固有形状需要用实验证实。用在基因组上仅有一个切点的限制性内切酶AatⅡ和只有 2个切点的限制性内切酶ScaI进行酶切反应 ,之后将噬菌体基因组的物理图谱和电子酶切图谱进行比较 …     

肠道噬菌体组生物信息学分析方法的研究进展

噬菌体是感染细菌的病毒,广泛存在于各类环境中。由于传统实验研究的局限性及噬菌体基因的特异性,导致对肠道噬菌体的研究很少。随着宏基因组测序技术的发展和各种生物信息分析软件的开发,可以通过噬菌体组学,加深对肠道噬菌体的认识。噬菌体组分析流程主要包括原始数据质量控制和预处理,病毒基因组序列的拼接组装,类病毒颗粒的筛选和系统分类注释以及进化分析和预测相应宿主细菌。本文对噬菌体组分析流程和其中所需要的常用生物信息分析工具和数据库进行详细的介绍,可以为肠道噬菌体研究以及相关的研究人员提供参考。     

一株新的沙门菌烈性噬菌体IME-SAL1的分离、全基因组测序和比较基因组分析

目的:分离鉴定一株沙门菌的烈性噬菌体,观察其形态大小,完成全基因组测序,分析其基因组结构和进化关系,为治疗沙门菌感染提供新的策略和实验依据。方法:以沙门菌SAL95作为指示菌从医院废水中分离噬菌体,分离到的噬菌体经浓缩和纯化后采用透射电镜观察其形态大小,提取噬菌体的基因核酸并完成全基因组高通量测序,分析其全基因组的结构特征,通过比较基因组分析研究其进化关系。结果:从解放军307医院未经消毒处理的废水中分离到一株烈性沙门菌噬菌体。电镜观察显示,该噬菌体头部呈立体对称,有一不收缩的长尾。其基因组全长113 183 bp,比较基因组分析确定该噬菌体为一株新的沙门菌噬菌体,命名为IME-SAL1。结论:从医院废水中分离到一株烈性沙门菌噬菌体IME-SAL1,研究了该噬菌体的分类、基因组结构、进化关系,可为其实际应用提供参考。     

一株假单胞菌属低温噬菌体的分离及其特性研究

目的从纳帕海湿地土样中分离和培养低温菌及其噬菌体,并对其特性进行研究。方法分离纯化低温宿主菌,采用"双层平板法"分离获得噬菌体,通过16S rRNA基因分析对宿主菌进行初步鉴定,对噬菌体进行电镜形态观察,并进行噬菌体基因组酶切片段长度多态性分析及噬菌体生理特性研究。结果从纳帕海土样中分离获得一株裂解性低温噬菌体,命名为SV-12,其宿主菌S-12鉴定为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)。噬菌体SV-12有囊膜,头部为典型的正六边形,立体对称结构,直径约68.7 nm;尾管长约122.5 nm,直径约25 nm;在4℃时具有侵染活性,4～25℃均能产生边缘清晰、透明的噬菌斑。最适感染温度约为10℃,pH耐受范围较广,在pH=10时具有最多出斑数。结论 SV-12属于肌尾噬菌体科,为裂解性噬菌体,对氯仿极度敏感。基因组为dsDNA,大小约为74 kb。     

铜绿假单胞菌噬菌体的分离鉴定及耐噬菌体突变频率测定*

用铜绿假单胞菌为宿主菌自污水中分离到3株不同的铜绿假单胞菌噬菌体,命名为PaP1、PaP2及PaP3者均为DNA双链噬菌体,基因组大小分别约为47kb、34kb及24kb。3株噬菌体原液滴度（pfu）分别为10⁹/mL、10¹¹/mL和10¹¹/mL。PaP1为裂菌性噬菌体,PaP2及PaP3为溶原性噬菌体。电镜观察,3株噬菌体头部均为多面体立体对称颗粒,直径分别约为70nm、55nm和65nm。PaP1属肌尾噬菌体科,PaP2和PaP3属