噬菌体S528及其诱导猪霍乱沙门氏菌产生噬菌体抗性机制的初步研究

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猪霍乱沙门氏菌(Salmonella choleraesuis)是引起猪沙门氏菌病常见的血清型,并能污染大部分动物源性食品。而抗生素的不合理使用会导致细菌耐药性和超级细菌的产生。作为可以裂解细菌的病毒,噬菌体引起了人们的重视。然而宿主菌在被噬菌体裂解的过程中经常会发生针对噬菌体的抗性突变,极大地限制了噬菌体的应用。本研究旨在筛选由于受体发生突变而对噬菌体裂解产生抗性的菌株,通过比较其生物学特性与野生菌株之间的差异,解释产生抗性突变的机制。主要实验如下:1.以猪霍乱沙门氏菌CICC 21501为宿主菌,通过双层平板法从鸡粪样品中筛选得到一株裂解性噬菌体vB_Sen S_S528。进一步研究显示,在37℃及50℃时该噬菌体效价较高,p H=4-10条件下处理1h噬菌体也能保持较高效价。按照不同比例添加噬菌体及宿主菌都能产生明显的杀菌效果,当感染复数MOI为0.001时,抑菌效果最好。因此,噬菌体vB_Sen S_S528具有较强的裂解细菌的能力,可将其作为抗菌剂用于后续研究。2.全基因组分析结果表明,噬菌体vB_Sen S_S528的基因组为线性双链DNA,长度为42662 bp,G+C占比为49.67%,共鉴定出68个ORF,包括29个假定蛋白,39个已知蛋白。基因组中未发现毒力转移或溶源基因表明该噬菌体可安全使用。3.通过波动实验筛选出一株发生单核苷酸突变的抗噬菌体菌株B6-2,其菌落表面粗糙。点滴实验发现噬菌体对野生菌有较高的裂解能力,效价可达10~8PFU/m L,但对于抗噬菌体菌株则无法裂解。敏感性测试实验显示在不同p H条件下(p H=4除外),野生菌的数量高于抗噬菌体菌株,在40-50℃时则抗噬菌体菌株生长略快。生长曲线的测定显示二者生长速率无显著差异。噬菌体S528对抗噬菌体菌株的吸附率减少了60%,表明抗噬菌体菌株B6-2对噬菌体的抗性与吸附有关。全基因组重测序及比对分析得知突变株的3个位点发生了突变,经PCR实验验证突变位点发现仅rfbC基因350 bp处的碱基由C突变为T,其它两个位点并未发生突变,推断rfbC基因上的碱基突变导致作为噬菌体吸附受体的O抗原无法正常合成而使菌株产生噬菌体抗性。综上,本论文筛选到1株与受体改变有关的抗噬菌体菌株B6-2,推断野生菌通过rfbC基因上的碱基突变来阻止噬菌体吸附,为解析猪霍乱沙门氏菌噬菌体抗性突变的产生机制提供理论依据。
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