2.3噬菌体A149的一步生长曲线
噬菌体A149的一步生长曲线测定结果如图2所示,噬菌体A149的潜伏期≤5 min,裂解期为5−30 min,裂解量约为912 PFU/cell,一个裂解周期约为30 min。
图2噬菌体A149的一步生长曲线
2.4噬菌体A149的热稳定性和pH稳定性
在不同温度下测定噬菌体A149的热稳定性,结果如图3A所示,噬菌体A149在较宽的温度范围(20−50℃)稳定存活,60℃时滴度略有下降,70℃及以上完全失活;对噬菌体A149在不同pH下的稳定性进行测定,结果如图3B所示,噬菌体A149在pH 4.0−10.0范围内稳定存活,在pH 11.0时滴度略微下降,pH值低于3.0或高于12.0时完全失活。
图3噬菌体A149的温度稳定性(A)和pH稳定性(B)
小结
噬菌体A149的最佳感染复数为0.001,具有短尾噬菌体科(Podoviridae)的典型形态特征。噬菌体A149潜伏期短(≤5 min),暴发量高(约912 PFU/cell)。噬菌体A149在较宽的温度范围(20−50℃)稳定存活,60℃滴度略有下降,70℃及以上完全失活;在pH 4.0−10.0范围内稳定存活,在pH 11.0时滴度略有下降,pH低于3.0或高于12.0时完全失活。
2.5噬菌体的全基因组分析
噬菌体A149的全基因组测序结果显示(图4),全基因组长度为18 561 bp,基因组为环状双链,G+C含量为33.13%。通过分析全基因组的注释,表明噬菌体A149含有26个推定的开放阅读框(open reading frame,ORF),而已知功能的ORF有13个,注释率约为50%(13/26),其余的ORF均被注释为假定蛋白(hypothetical protein)。该噬菌体的编码序列(coding sequence,CDS)核酸序列长度区间为138−2 349 bp,所有ORF总长为17 778 bp,基因组中基因密度约达到95.78%。
全基因组Blastn分析显示,噬菌体A149在分类上属于病毒界(Viruses)香港病毒界(Heunggongvirae)双链DNA病毒门(Duplodnaviria)有尾噬菌体亚门(Uroviricota)有尾噬菌体纲(Caudoviricetes)朗特里噬菌体科(Rountreeviridae)萨尔斯噬菌体亚科(Sarlesvirinae)哥白尼病毒属(Copernicusvirus)。通过分析噬菌体A149与其他3种肠球菌噬菌体的比较基因圈图(图4),发现噬菌体A149的全基因组序列与肠球菌噬菌体AE4-17(91.01%)、Ef7.3(95.94%)和Efmus4(92.34%)具有较高的遗传相似性,尤其是噬菌体A149的基因序列与肠球菌噬菌体Ef7.3的基因序列差异在5%以内,即两者属于同一种的肠球菌噬菌体。
根据噬菌体A149蛋白的功能预测结果,表明噬菌体A149基因组中包含噬菌体结构、基因复制调控及裂解相关的基因,而在全基因序列中未发现毒力或者抗生素耐药相关的基因,所以噬菌体A149不会成为跨物种基因转移的载体,可用于噬菌体疗法。
图4噬菌体A149全基因组测序分析从内到外分别是:最里面的黑圈代表基因组的大小,带有波峰的黑圈代表(G+C)mol%,向外(内)表示含量大(小)于全基因组平均(G+C)mol%;含有紫绿色波峰的黑色圆圈表示G+C偏嗜性G–C/G+C,向外(内)代表大(小)于0。红色、浅蓝色、绿色、黄色的4个圆圈代表A149、AE4-17、Ef7.3和Efmus4的基因组序列,颜色深浅代表了相似性程度;最外侧圈层为开放阅读框,红色表示已注释的蛋白,绿色为假定蛋白。
2.6噬菌体A149的系统发育树分析
基于噬菌体末端酶大亚基构建的系统发育树显示(图5),噬菌体A149与AE4-17、Ef7.3和Efmus4等噬菌体的亲缘关系最近,均属于短尾噬菌体科(Podoviridae)。
图5基于噬菌体末端酶大亚基氨基酸序列的系统发育树括号中的序号为噬菌体基因组的序列号;分支上的数字表示可信度,数值越接近100,可信度越高;标尺代表遗传距离。
2.7噬菌体A149的裂解谱测定
测定噬菌体A149针对多种细菌的裂解谱,结果如表2所示。噬菌体A149对粪肠球菌具有广谱的裂解活性,对所测试的粪肠球菌有86.4%的覆盖率(51/59);对所测试的屎肠球菌(0/5)、金黄色葡萄球菌(0/2)、单核增生李斯特氏菌(0/2)和大肠杆菌(0/2)均无裂解活性。该结果表明噬菌体A149具有对粪肠球菌种内特异的广谱裂解效果。
表2噬菌体A149的裂解谱测定
++:透亮空斑;+:模糊空斑:−:无空斑。
2.8噬菌体A149的体外抑菌曲线测定结果
测定噬菌体A149对耐万古霉素粪肠球菌V583的体外抑菌曲线,结果如图6所示,在不添加噬菌体的条件下,V583在8 h左右到达稳定期;而在添加噬菌体149的条件下,V583的生长被显著抑制,直到11 h后才开始生长,且不同MOI的噬菌体添加量对V583的抑制时间无显著性差异。添加噬菌体11 h后细菌开始生长是由于噬菌体抗性菌株的产生和生长。该结果表明噬菌体A149对V583的生长具有较强的体外抑制能力。
图6不同感染复数下噬菌体A149的体外抑菌曲线
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