摘要
背景： 裂解性噬菌体已成功应用于控制多种食源性病原体的生长。在其基因组测序的基础上，确保其在食品应用中的安全性是一个重要的初步步骤。
结果： 裂解性噬菌体 DSboM-AG3 以重要的食源性病原体志贺氏菌为靶标。它在形态上类似于伤寒沙门氏菌血清型 Typhi 的噬菌体 Vil 以及一系列乙酸钙不动杆菌和苜蓿根瘤菌的噬菌体。SboM-AG3 的完整基因组被确定为 158 kb，具有末端冗余和循环排列的特性。共鉴定并注释了 216 个开放阅读框（ORFs），其中大多数与沙门氏菌噬菌体的蛋白质显示同源性，还包括四个指定 tRNA 的基因。
结论： 这是首次描述针对志贺氏菌的 Vi 特异性噬菌体。没有证据表明存在毒力和溶原性相关基因。总之，基因组分析表明该噬菌体可以安全地用于生物防治目的。
背景
志贺氏菌的宋内氏志贺氏菌、弗氏志贺氏菌和鲍氏志贺氏菌是最重要的食源性病原体之一。摄入被这些细菌污染的食物会在 12-48 小时内引起志贺氏菌病。发热、疼痛、疲劳和食欲不振是初始症状，可能伴有水样腹泻，继而可能发展为血便或痢疾。在某些严重病例中，由于志贺毒素的产生，可能发展为致命的溶血性尿毒症综合征（HUS）。志贺氏菌相关的爆发通过直接或间接的人类粪便污染发生，并且在卫生标准差的发达国家和发展中国家都有报道。沙拉、软奶酪、蔬菜和肉制品等食品通常被报道与这些爆发有关。
裂解性噬菌体已成功应用于控制多种食源性病原体的生长，包括志贺氏菌。它们能够攻击敏感细菌并利用宿主的资源进行繁殖。细胞裂解导致子代噬菌体颗粒的释放。随着噬菌体逐渐被认可为控制食品中病原体的潜在工具，噬菌体基因组学将在确保选择针对潜在有害噬菌体产品方面发挥越来越重要的作用。例如，基因组数据可以确保检测到毒力基因以及任何可能导致病原体溶原化的基因。随着 DNA 测序技术的进步，已测序的噬菌体基因组数量呈指数级增长。迄今为止，NCBI 数据库中已收录了超过 530 个有尾噬菌目噬菌体的完整基因组序列，这使得能够进行详细的比较分析，旨在制定更一致的分类方案并提供进化过程的见解。
几种重要的噬菌体以伤寒沙门氏菌的 Vi 或毒力相关多糖荚膜抗原作为受体。它们分为七种血清型（ViI 至 ViVII）。噬菌体 ViI 广泛用于该细菌的噬菌体分型。所有 Vi 噬菌体都具有等径头部和 either 收缩性、或长或短的非收缩性尾部。它们分别属于肌尾噬菌体科（ViI）、长尾噬菌体科（ViII）和短尾噬菌体科（ViIII 至 VII）。噬菌体 ViI 具有非常独特的形态，这种形态也在某些乙酸钙不动杆菌和苜蓿根瘤菌病毒中发现。该组的噬菌体具有颈部、颈圈和收缩性尾部。它们有一个薄的基板，连接到一个由短尾丝组成的高度分支结构。噬菌体 ViII 具有 lambda 样形态，但有一个带三个突刺的基板，而噬菌体 ViIII 至 ViVII 则有一个非常短的尾部，末端是一个至少有两个突刺的基板。尽管 Vi 噬菌体在 60 多年前就被描述，但对其分子结构知之甚少。
在先前的工作中，我们分离出三种强裂解性噬菌体，它们可被视为控制志贺氏菌的良好候选者（未发表数据）。其中之一，SboM-AG3，在形态上类似于噬菌体 ViI。我们希望研究其一些生长特性，确定并注释其基因组序列，并评估其结构功能与其他 GenBank 中现有噬菌体的关系。这将有助于更好地理解该噬菌体的分子结构以及可能对其分类学分类和用于志贺氏菌控制有用的特征。
结果
噬菌体形态、宿主范围和一步生长曲线
用收集的环境样本（冲洗水、粪便样本和污水）测试志贺氏菌菌株，结果分离出 24 种噬菌体。从中选择了一种，SboM-AG3，进行详细研究，因为它具有广泛的宿主范围和独特的形态。负染的病毒具有清晰定义的颈部和颈圈，以及一个复杂的基板相关突刺和纤维结构网络，这在尾部收缩后最为明显（图 1）。其头部直径约为 83 nm，收缩性尾部长 110 nm，直径 14 nm。这表明它是肌尾噬菌体科的一员。其形态与伤寒沙门氏菌血清型 Typhi 的经典噬菌体 ViI 和鼠伤寒沙门氏菌血清型 Typhimurium 噬菌体 Det7 非常相似，但这是首次报道这种噬菌体感染志贺氏菌。
使用 Bioscreen C 全自动微生物生长曲线分析仪测定宿主范围（表 1）。大多数鲍氏志贺氏菌、痢疾志贺氏菌、弗氏志贺氏菌和宋内氏志贺氏菌菌株被 SboM-AG3 感染，但感染程度各不相同。在测试的 24 个菌株中，有 11 个菌株的生长在噬菌体存在下被完全抑制。测试的大肠杆菌、沙门氏菌或李斯特菌菌株均未被该病毒感染（数据未显示）。
SboM-AG3 的一步生长研究表明，在 30°C 下，该噬菌体的潜伏期约为 52 分钟，上升期为 23 分钟，平均裂解量为每个细胞约 152 个噬菌体（图 2）。
表 1 本研究中使用的细菌菌株；以及宿主 SboM-AG3 对 24 种志贺氏菌菌株的作用
C：细菌生长完全抑制
D+：细菌生长达到对数期的时间比对照延迟超过 5 小时（即检测时间差≥5 小时）
D：细菌生长达到对数期的时间比对照延迟少于 5 小时（即检测时间差<5 小时）
N：噬菌体对细菌生长无影响
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