青枯雷尔氏菌物种复合体(Ralstonia solanacearum species complex,RSSC)具有高致病性,能够感染来自50个植物科的200多种植物,包括番茄、辣椒、土豆、香蕉、茄子和烟草等重要的农作物或经济作物。青枯雷尔氏菌(R.solanacearum)(以下简称青枯菌)因其遗传多样性、广泛的宿主范围、强大的攻击性和广泛的地理分布而被认为是全球最具危害的植物病原体之一。烟草青枯病是由青枯菌引起的一种土传性疾病,严重的影响了烟草的产量,开发有效的青枯病防治手段是学术研究和实际应用中的一项紧迫挑战。传统上,采用作物轮作与嫁接和长期隔离等物理控制方法并不完全有效。铜基杀菌剂、链霉素化学农药的使用导致青枯菌产生耐药性、化学残留和生态系统破坏等问题。生防菌在田间条件下定植困难,其防治效果受到限制。噬菌体作为一种特异性靶向宿主的病毒,在植物病害防治方面具有巨大潜力。与细菌接种剂相比,噬菌体对根际微生物群落的影响较小,并且能够在宿主存在的情况下快速繁殖并裂解致病菌。同时,相比致病菌对抗生素耐药性的单向进化,噬菌体与宿主菌协同进化,动态阻控致病菌。通常认为噬菌体对人类和环境是安全的。美国Omnilytics的Agriphage、荷兰FoA Safety的LISTEX Micreos EBI和美国Intralytix Inc.的ListShield等多种基于噬菌体的产品已获得美国FDA和EPS的批准,用于农业生产、食品安全和环境保护。噬菌体在防控植物病害方面是有效的。一些研究报告称,噬菌体在控制温室和田间环境中病原体和植物病害的密度方面表现出出色的功效。一项研究显示在温室和田间条件下,不同噬菌体的组合使番茄病害的发病率降低了80%。


同时,噬菌体治疗植物病害也面临着巨大的挑战。噬菌体的宿主特异性限制了其对青枯雷尔氏菌物种复合体(RSSC)的裂解范围。因此,不断挖掘具有广泛裂解范围和强抑制能力的噬菌体是应用于青枯病生物防治的一项重要工作。


综上,噬菌体疗法可作为一种安全有效的策略来防治植物青枯病。当前,优质噬菌体的筛选是这项策略极其重要的源头性工作。


噬菌体LPRS20的一步生长曲线:

青枯雷尔氏菌LRS6在30℃下培养至A600=0.43(9log CFU/mL),500μL LRS6细菌悬浮液与500μL噬菌体液以最佳MOI=0.001混合,30℃条件下,让噬菌体吸附10分钟。接下来将混合物以12,000rpm离心5分钟,去除上清液,并用NB培养基洗涤沉淀两次以去除未吸附的噬菌体。将沉淀重悬于30℃的10mL NB培养基中,并以200rpm的速度摇动。最后,前60分钟每10分钟测定一次噬菌体效价,60分钟后每30分钟通过双层板测量噬菌体的滴度,总共240分钟。噬菌体LPRS20的一步生长曲线测定结果如图4所示,噬菌体LPRS20的潜伏期为40min,平均裂解量约为2450PFU/cell。裂解量=稳定期噬菌体效价/受感染的细胞的浓度。


噬菌体LPRS20复制能力强,当MOI=0.001时,即可达到噬菌体的最大效价;噬菌体LPRS20的一步生长曲线显示可达到2450PFU/cell的爆发量。


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