一株C3形态多重耐药大肠杆菌噬菌体生物学特性和基因组分析

作者：左君豪; 王雪; 曾君; 王猛; 郭志良; 季芳; 徐莉莉; 韦燕文; 王倩; 赵瑞利^*; 王承民^*

来源：微生物学报, 2023, 63(12): 4752-4768.

DOI：10.13343/j.cnki.wsxb.20230316

• 多重耐药大肠杆菌
• C3形态噬菌体
• 生物学特性
• 结构蛋白基因
• 基因组学

【目的】多重耐药菌的出现对公共卫生安全构成严重威胁，本研究分离多重耐药大肠杆菌噬菌体，研究其生物学特性和基因组特征，为耐药菌的噬菌体疗法提供理论依据。【方法】使用双层平板法从污水样本中分离纯化大肠杆菌噬菌体；磷钨酸染色后通过透射电镜观察形态；测定其宿主范围，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；体内抑菌试验评估噬菌体对多重耐药大肠杆菌N1203-1Af感染的大蜡螟幼虫的保护作用；基于全基因组测序对其基因组特点进行分析。【结果】本研究分离共得到5株大肠杆菌噬菌体，分别命名为pEC-S163-2.1、pEC-S163-2.2、pEC-M1167-5Ar.1、pEC-m1291-2Dr.1和pEC-N1203-2Af.1；电镜结果显示噬菌体pEC-N1203-2Af.1属于短尾噬菌体中罕见的C3形态型，头部较长，长是宽的2–3倍；pEC-N1203-2Af.1可裂解受试15株大肠杆菌中的3株；感染10 min后进入指数增长期，–20-50℃、pH值为4.0–10.0的环境下均能够保持稳定活性；大蜡螟幼虫感染大肠杆菌N1203-2Af后噬菌体pEC-N1203-2Af.1治疗感染复数(multiplicity of infection, MOI)=100、1和0.01在48 h内存活率均达到70%以上(7/10)；噬菌体pEC-N1203-2Af.1基因组全长77334bp,(G+C)%含量为42.18%，不携带耐药基因和毒力因子；功能基因预测表明，噬菌体pEC-N1203-2Af.1基因组共有121个CDS，其中CDS53–CDS64是编码噬菌体结构和裂解模块的序列。【结论】多重耐药大肠杆菌噬菌体pEC-N1203-2Af.1具有良好的抑菌活性，生物学特性稳定，可能为Kuravirus属的新成员，其具有罕见的C3形态，这种头部细长的特殊形态可能与CDS63编码的主要头部蛋白有关。不同地区的C3形态噬菌体长尾纤维远端三聚体蛋白一致性小于50%，推测该形态噬菌体为适应不同的环境可能发生了不同方向的进化。

• 单位
  广东省科学院; 河北农业大学; 天津农学院