志贺毒素2型噬菌体ΦMin27的stx2基因突变株构建及其感染特性

[目的]通过构建一株stx2基因突变的志贺毒素2型噬菌体,来观察它对不同血清型大肠杆菌的感染特性.[方法]利用九噬菌体的Red重组系统,将氯霉素抗性基因(cat)插入到大肠杆菌O157:H7 Min27株的stx2基因中,获得O157:H7 Min27的突变菌株Min27(Astx::cat).用丝裂霉素对该突变菌株进行诱导,结合抗性标记和PCR方法筛选出一株突变的志贺毒素2型噬菌体,命名为ΦMin27(△stx::cat).采用双层琼脂平板法和氯霉素抗性筛选的方法,观察ΦMin27(△stx::cat)感染21株不同血清型大肠杆菌后的裂解和溶原转换情况.[结果]2株血清型分别为O 60和O 138的大肠杆菌可以被ΦMin27(△stx::cat)溶原感染,表现出对氯霉素的抗性,但没有形成噬菌斑,而大肠杆菌MG1655株既可以被溶原又可以被裂解.溶原的菌株经丝裂霉素诱导后,能释放出感染性的ΦMin27(△stx::cat)颗粒,并对大肠杆菌MC1061进行裂解形成噬菌斑.[结论]ΦMin27(△stx::cat)可以感染和溶原特定的大肠杆菌,且溶原菌株能释放出原感染性的噬菌体,显示出ΦMin27噬菌体具有携带外源基因在若干不同血清型的大肠杆菌间水平转移的能力,为进一步研究Stx噬菌体的感染机理和志贺毒素表达调控奠定了基础.     

志贺毒素2型噬菌体FMin27的stx2基因突变株构建及其感染特性

【目的】通过构建一株stx2基因突变的志贺毒素2型噬菌体,来观察它对不同血清型大肠杆菌的感染特性。【方法】利用l噬菌体的Red重组系统,将氯霉素抗性基因（cat）插入到大肠杆菌O157:H7 Min27株的stx2基因中,获得O157:H7 Min27的突变菌株Min27(Δstx∷cat)。用丝裂霉素对该突变菌株进行诱导,结合抗性标记和PCR方法筛选出一株突变的志贺毒素2型噬菌体, 命名为FMin27(Δstx∷cat)。采用双层琼脂平板法和氯霉素抗性筛选的方法,观察FMin27(Δstx∷cat) 感染21株不同血清型大肠杆菌后的裂解和溶原转换情况。【结果】2株血清型分别为Ｏ60和Ｏ138的大肠杆菌可以被FMin27(Δstx∷cat)溶原感染,表现出对氯霉素的抗性,但没有形成噬菌斑,而大肠杆菌MG1655株既可以被溶原又可以被裂解。溶原的菌株经丝裂霉素诱导后,能释放出感染性的FMin27(Δstx∷cat)颗粒,并对大肠杆菌MC1061进行裂解形成噬菌斑。【结论】FMin27(Δstx∷cat)可以感染和溶原特定的大肠杆菌,且溶原菌株能释放出原感染性的噬菌体,显示出FMin27噬菌体具有携带外源基因在若干不同血清型的大肠杆菌间水平转移的能力,为进一步研究Stx噬菌体的感染机理和志贺毒素表达调控奠定了基础。     

recA基因的克隆及其在λ溶原菌中的生物学功能

通过一对自行设计的引物,以E. coli染色体DNA为模板进行PCR扩增,获得完整的recA基因.将PCR产物和pUC18在体外进行连接后,并分别转入E. coli DH5α和E.coli k12(λ+),筛选出含重组质粒(pUR4)的转化子.在诱导条件和非诱导条件下,分别测定recA基因在不同转化子中的生物学功能.结果表明recA基因在溶原菌中表现出明显的生理功能,能使λ原噬菌体从溶原状态进入裂解循环.这种重组质粒将在进一步研究λ原噬菌体的诱导机理以及受紫外辐射损伤细胞的修复作用等方面成为有效的工具.     

利用基因工程菌VG1(pTU14)产聚β-羟基丁酸酯的研究

本文对透明颤菌血红蛋白基因 (vgb)和λ噬菌体裂解基因 (S RRz)在不同宿主大肠杆菌中的外源表达及其在聚β 羟基丁酸酯 (PHB)生产中的应用进行了研究。实验结果表明 ,同时携带vgb、S RRz和 phbCAB三种基因的产PHB基因工程菌VG1 ( pTU1 4) ,经过 82h的摇瓶补料分批培养 ,菌体浓度可以高达 2 5 9g/L ,PHB百分含量则可在 52h时达到 95%以上 ;此外 ,该菌株不仅可以实现摇瓶高密度发酵培养和PHB产品的大量积累 ,还可以同时实现菌体细胞的可诱导裂解破壁 ,因此是一株具有潜在工业应用价值的多功能PHB生产菌株。     

霍乱弧菌的致病性与流行性研究进展

综述了近年来霍乱弧菌的致病性和流行性的研究进展,并讨论了流行性和致病性的关系.编码霍乱毒素CT的基因ctxAB并不是霍乱弧菌基因组自身的成分,而是CTXΦ噬菌体基因组的一部分.CTXΦ能特异性地感染并整合至霍乱弧菌的基因组,成为CTX原噬菌体;携带有CTX原噬菌体的霍乱弧菌在环境因素的诱导下,也能向外界分泌CTXΦ噬菌体.RS1基因元件与CTX基因元件在染色体位置上紧邻,它们在功能上也紧密相关,RS1元件能利用CTXΦ的基因形成一个丝状噬菌体RS1Φ,并能向细胞外分泌,进行水平传播;VPI来源于VPIΦ,VPIΦ能在霍乱弧菌的菌株之间传播;VPI是霍乱弧菌获得CTX基因元件的桥梁.最近,又发现了两个与霍乱大流行相关的两个基因区域,VSP-Ⅰ和VSP-Ⅱ.     

改进大肠杆菌(E.coli)局限性转导实验的探索

在大肠杆菌(E.coli)局限性转导(restricted transduction)实验中,通常用λ噬菌体特异性转导半乳糖发酵基因(gal)的现象来说明转导的基本原理和掌握转导实验的基本方法。近年来,我们在指导学生进行这一实验过程中,对实验菌株的选择、噬菌体(λ)的诱导、噬菌体裂解液的效价测定和进一步提高转导频率等方面进行了一些改进,收到了较好的效果。本文     

利用基因工程菌VG1(pTU14)产聚β-羟基丁酸酯的研究

本文对透明颤菌血红蛋白基因(vgb)和λ噬菌体裂解基 因(SＲＲz)在不同宿主大肠杆菌中的外源表达及其在聚β羟基丁酸酯(PHB)生产中的应用进行了研究。实验结果表明,同时携带vgb、SＲＲz和phbCAB三种基因的产PHB基因工程菌VG1(pTU14),经过82h的摇瓶补料分批培养,菌体浓度可以高达25.9g/L,PHB百分含量则可在52h时达到95%以上;此外,该菌株不仅可以实现摇瓶高密度发 酵培养和PHB产品的大量积累,还可以同时实现菌体细胞的可诱导裂解破壁,因此是一株具有潜在工业应用价值的多功能PHB生产菌株。     

枯草芽孢杆菌携带PBSX类缺陷性原噬菌体的普遍性调查

【目的】对来自中国典型培养物保藏中心(CCTCC)的39株枯草芽孢杆菌中的PBSX类缺陷性原噬菌体进行普遍性调查。【方法】对实验菌株进行丝裂霉素C(MMC)诱导,得到诱导后的裂解液上清。通过裂解液上清中13 kb DNA片段的存在情况,及其对PBSX敏感菌Bacillus subtilis W23的攻击作用,判断该菌株是否携带PBSX类缺陷性原噬菌体。同时利用透射电镜检测裂解液上清中噬菌体状颗粒。【结果】39株检测菌株中,24株菌裂解液上清含有13 kb DNA片段,对W23也具有较强的攻击能力,为PBSX溶源菌;1株菌裂解液上清中含有13 kb DNA片段,但不能攻击W23;5株菌裂解液上清中不含13 kb DNA片段,但依然对W23具有一定的攻击能力;另外9株裂解液上清中不含13 kb DNA片段,对W23也不具备攻击能力,其中3株菌株裂解液上清中能检测到大小不同于PBSX的噬菌体状颗粒。【结论】39株检测菌株中,携带有PBSX的菌株占61.5%的比重,具有一定普遍性;而工业菌株以及分离自神农架土壤中的野生菌株中含有不同于PBSX的多种噬菌体状颗粒。本文结果为进一步揭示PBSX对于宿主菌的作用提供了更多的理论依据。     

采用Red重组系统构建包装菌株DH-gⅢ

选择感染性噬菌体技术是研究蛋白相互作用的良好手段,获得基因Ⅲ缺陷的辅助噬菌体是构成SIP体系的关键.为制备基因Ⅲ缺失的辅助噬菌体,利用λRed重组系统将完整的噬菌体基因Ⅲ和氯霉素抗性基因整合到大肠埃希菌DH5α的染色体上组氨酸操纵元位点构建包装菌株,经氯霉素抗性筛选并用PCR及组氨酸表型鉴定,获得包装菌株DH-gⅢ;将缺失功能基因Ⅲ的缺陷型噬菌体基因组转化到包装菌株中培养制备辅助噬菌体,以集落形成试验来检测缺陷型噬菌体的感染能力,结果滴度可达到4.3×108,只具备一次感染力,表明包装菌株构建成功,能用来制备辅助噬菌体,有望用于SIP体系.     

噬菌体裂解酶——现状与未来

噬菌体裂解酶是一种由DNA噬菌体基因编码的高特异性酶, 可高效消化细菌细胞壁。革兰氏阳性菌噬菌体裂解酶的结构域相似, 裂解效率高, 与抗生素具协同抗菌作用, 且不易产生耐受性菌株, 抗体等体液因子对裂解酶的裂解活性影响小, 裂解酶作为一种潜在抗感染药物具有重要的研究价值。目前已建立了多种病原菌裂解酶应用的动物模型, 在防控耐药性病原菌感染上取得重要进展。本文就噬菌体裂解酶的抗菌作用进行综述。     

地衣形芽孢杆菌热稳定α-淀粉酶基因的分子克隆及其在枯草杆菌中的表达

以E.coli噬菌体λ EMBL 3为载体,用鸟枪法将地衣形芽孢杆菌的热稳定α-淀粉酶基因克隆到λ噬菌体的基因组中。携带α-淀粉酶基因的杂种噬菌体λ pAmy_αL16的DNA,经限制性内切酶HindⅢ水解后,被亚克隆到枯草杆菌的质粒pNQ 122上,并得到了表达。通过重转化作用和物理图谱分析,证明α-淀粉酶基因位于3.9 kb的Hin dⅢ DNA限制片段上。 转化子枯草杆菌(pAmy_αL41)产生的α-淀粉酶的热稳定性、最适反应温度等与亲本菌株一致。α-淀粉酶的分子量和等电点也与原菌株相同。     

屎肠球菌噬菌体vB_EfaS_29生物学特性及基因组分析

【背景】随着屎肠球菌耐药性越来越严重,亟需筛选获得新的、裂解效率高且遗传背景清晰的裂解性噬菌体,丰富噬菌体资源,为噬菌体疗法提供可用的菌株。【目的】从江苏省南京市西岗奶牛场粪便样品中分离出一株裂解性屎肠球菌噬菌体,研究其生物学特性及分析基因组学特征。【方法】通过双层平板法对其进行纯化,观察噬菌斑特征,透射电镜观察噬菌体形态,测定一步生长曲线、pH耐受性、温度耐受性以及最佳感染复数,对噬菌体进行全基因组测序及遗传进化分析。【结果】分离并纯化的一株裂解性屎肠球菌噬菌体命名为vB_EfaS_29,其噬菌斑圆形透亮,外周无晕环。该噬菌体头部呈二十面体,头部直径约52.4 nm,尾长约157.1 nm,为长尾噬菌体科。该噬菌体的最佳感染复数为0.1,最高耐受温度为70℃左右,当pH值在6.0-9.0时其效价稳定。一步生长曲线表明,其潜伏期为10 min,暴发期约为50 min,暴发量为80。基因组全长41 014 bp,GC含量为34.99%,共有63个开放阅读框(Open Reading Frame,ORF),其中36个被注释出已知基因,基因组中不含毒力基因、耐药基因及整合基因。进化分析显示以裂解酶编码氨基酸为靶标对比,该噬菌体与GenBank上的粪肠球菌噬菌体vB_EfaS_DELF1相似性大于99%,但是以噬菌体衣壳蛋白编码氨基酸为靶标比对发现,该噬菌体肠球菌与其他噬菌体遗传距离均较远。【结论】分离出一株裂解性屎肠球菌噬菌体,对其进行生物学特性及基因组分析,为噬菌体研究和应用提供理论依据及研究基础。     

λDNA限制片段上的基因在大肠杆菌中表达

我们用EcoR1及BamH1两种限制性核酸内切酶来酶解质环pBR322成为pB-R322C(375bp)及pBR322B(3987bp),并酶解λcI857S_7DNA 的EcoR1限制片段λF_2(λDNA 的65.5—81%片段)成为λF_2A(λDNA 的65.6—71.3%片段,2679bp)及λF_2B(λDNA 的71.3—81%片段,4559bp)。再用T_4-DNA 连接酶将pBR322B 及λF_2B重组成为一个新质环,叫做pCB_2,其上具有cI 基因,cro 基因及启动基因,这是从随机挑取的338个菌落的第48号菌所携带的新质环。pCB_2的性质是:1.它赋予转化子以单抗药性(Ap~r),2.它赋予转化子对λcI857S_7感染的免疫性,由此可见,我们接上去的λ启动基因在发挥作用,cI 基因或/和cro 基因得以表达。第48号菌经过42℃处理后,其免疫能力仍不低于处理前的。3.经EcoR1或BamH1一种酶水解后,用电镜及凝胶电泳检查,测得pCB_2的分子长度为2.66±0.33μm,分子量为5.51±0.68×10~6d(计算值为5.41×10~6d,8546bp)。4.经过EcoR1及BamH1二种酶水解后,分解为二种分子,一大一小。在凝胶电泳中,其分子量大的与λF_2B 相当,小的与pBR322B 相当。5.pCB_2具有生物活性,其转化频率为2.1×10~6CFU/μgDNA。6.用λF_2与经历EcoR1切割成线状的pCB_2在一起进行变性后复性,在电镜下观察异源双链图形,其长度与建造时的设计相符。从以上结果我们得出的结论是:我们建造的PCB_2是一个新质环,其中的CI 基因及/或cro 基因,能在λ启动基因指导下,在大肠杆菌中表达。     

卡那霉素链霉菌噬菌体sKJl——温和性噬菌体

从土壤中分离出一株卡那霉素链霉菌噬菌体SKJl,该噬菌体在卡那霉素链霉菌及林肯链霉菌菌苔上产生混浊的噬菌斑。从噬斑中长出的菌落后代对SKJl噬菌体的感染产生了抗性。单株传代未见自发释放游离噬菌体。紫外线照射亦未发现诱导现象。抗性菌株经10ug／ml丝裂霉素C处理后,其中一株能释放出约5．9×103pfu／ml游离噬菌体颗粒,推测这些抗性菌株可能是溶源性菌株。菌落原位杂交实验证实抗性菌株的DNA与SKJl噬菌体DNA有同源性,说明这些抗性菌株已被SKjL噬菌体溶源化,从而确证SKJl噬菌体为一温和性噬菌体。     

噬菌体phiYe-F10的裂解谱的测定以及裂解能力与宿主毒力基因间关系分析

目的为测定小肠结肠炎耶尔森菌噬菌体phiYe-F10的裂解谱,分析噬菌体phiYe-F10裂解能力与宿主毒力基因间的关系。方法采用双层平板法观察噬菌体phiYe-F10对213株小肠结肠炎耶尔森菌,36株假结核耶尔森菌和1株鼠疫耶尔森菌的裂解能力;同时对不同来源不同地区的小肠耶尔森菌进行黏附侵袭位点基因(ail)、肠毒素基因(ystA、ystB)、黏附素基因A(yadA)、毒力因子基因F(virF)、O∶3血清型特异性基因(rfbc)检测和血清型别鉴定。结果表明213株小肠结肠炎耶尔森菌包括O∶3血清型84株(其中rfbc+78株),O∶5血清型10株,O∶8血清型13株,O∶9血清型34株,其它及未分型的共72株。携带毒力质粒的典型致病性小肠耶尔森菌(ail+,ystA+,ystB-,yadA+,virF+)77株,毒力质粒丢失的致病性小肠结肠炎耶尔森菌(ail+、ystA+、ystB-、yadA-、virF-)15株,其它非致病基因型121株。噬菌体phiYe-F10裂解71株O∶3小肠结肠炎耶尔森氏菌,其中致病性小肠结肠炎耶尔森菌52株,非致病性小肠结肠炎耶尔森菌19株。对O∶5,O∶9血清型和其它菌株均不裂解,对O∶3的裂解率高达84.5%(71/84)。噬菌体phiYe-F10对假结核耶尔森菌和鼠疫耶尔森氏菌均不裂解。结论:phiYe-F10噬菌体是一株小肠结肠炎耶尔森菌的裂性噬菌体,在25℃时表现出一个典型的窄裂解谱,高度专一性裂解O∶3血清型小肠结肠炎耶尔森菌。phiYe-F10对典型致病性小肠结肠炎耶尔森菌的裂解能力明显高于非致病性的小肠结肠炎耶尔森菌     

肠侵袭性大肠埃希菌噬菌体DK-13的生物学特性及应用

【目的】筛选并分离出能裂解肠侵袭性大肠埃希菌噬菌体,分析其生物学特性,并探究其对污染猪肉的杀菌作用。【方法】采用双层平板法分离鉴定噬菌体,并测定其最佳感染复数,一步生长曲线等,对其基因组进行测序分析以及裂解功效的测定。【结果】从医院污水中分离鉴定能特异裂解肠侵袭性大肠埃希菌（Enteroinvasive Escherichia coli,EIEC）的噬菌体并命名为DK-13,其呈典型的蝌蚪状外形,包含一个正二十面体的头部和一个可收缩的螺旋对称的尾部,属于肌尾噬菌体科（Myoviridae）噬菌体;生物学特性表明：最佳感染复数为0.01,潜伏期约为10 min,裂解期约为70 min,噬菌体DK-13能在50℃,pH 5.0-10.0条件下存活。全基因组测序表明,噬菌体基因组长约172 275 bp,GC含量为40.18%,预测其共有293个开放阅读框（open reading frames,ORF）,未发现已知耐药基因和毒力基因。应用试验表明：被污染的猪肉中表现的杀菌效果良好,宿主菌的数量明显减少。【结论】分离并鉴定一株新的烈性噬菌体DK-13,DK-13具有潜伏期短、裂解效率高等优势...     

recA基因的克隆及其在λ溶原菌中的生物学功能

通过一对自行设计的引物,以E．coli染色体DNA为模板进行PCR扩增,获得完整的recA基因。将PCR产物和pUCl8在体外进行连接后,并分别转入E.coli DH5α和E.coli k12(λ^ ),筛选出含重组质粒(pUR4)的转化子。在诱导条件和非诱导条件下,分别测定recA基因在不同转化子中的生物学功能。结果表明recA基因在溶原菌中表现出明显的生理功能,能使九原噬菌体从溶原状态进入裂解循环。这种重组质粒将在进一步研究九原噬菌体的诱导机理以及受紫外辐射损伤细胞的修复作用等方面成为有效的工具。     

Escherichia coli 核糖体蛋白质突变影响Lambda噬菌体N基因的表达

λ Nam 7除其cI基因是cI 857温度敏感突变外,其N基因携有amber无义突变,故在Eseherichia coli A19(met,thi,his-95,rna-19,rel-1)上不能增殖。λcI 857只有cI 857温度敏感突变,其N基因是野生型,所以能以E. coli A19为宿主进行增殖。λcI 857和λ Nam7只有1个N基因之差。λcI 857在A19及其衍生株上增殖的优劣,可以作为判断N基因表达程度高低的标准。本文以24种核糖体蛋白质突变体为宿主,测定λcI 857的成斑率。结果在S3+L22,S4+L16+L24,S21+L25,L24,缺L1,缺S3等突变体中,成斑率下降到10~(-6)—10~(-6);在S3+S18+L6+L24+L27和L27突变体中,成斑率分别提高6.02和3.56倍。以上结果说明核糖体蛋白质突变影响λ N基因的表达。     

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...     

裂解或溶源-细菌遭遇噬菌体后的命运抉择

噬菌体是地球上数量最丰富的有机体,其在自然生态系统的塑造和细菌进化驱动中发挥着至关重要的作用。在与宿主的相互斗争中,噬菌体可以选择以下2种方式决定其与宿主的命运：（1）裂解：通过裂解宿主细胞最终大量释放噬菌体颗粒;（2）溶原：将其染色体整合到宿主细胞基因组中,与宿主建立一种潜在的互存关系。对于一些温和的噬菌体,这种倾向进一步受到感染多样性的调节,其中单一感染主要是裂解性的,而多重感染则多是溶原性的。溶原性的噬菌体不仅可以根据外界环境的理化因子,还可以通过细菌自身的群体感应系统来启动裂解-溶原开关,进而决定其宿主菌的命运。与此同时,宿主细菌在与噬菌体长时间的斗争中也进化出了针对噬菌体的手段。总而言之,噬菌体深刻影响着细菌的群落动态、基因组进化和生态系统等,而这一切都取决于噬菌体与宿主间的斗争模式（裂解/溶原性感染）。本文探讨了导致温和噬菌体对宿主菌进行裂解-溶原命运抉择的影响因素并系统性总结了细菌在面对噬菌体侵染时的应对策略的最新研究进展,以期能为噬菌体与宿主的研究提供建议和帮助。