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两株海洋细菌噬菌体的生物学特性研究及全基因组分析

陈儒佳

两株海洋细菌噬菌体的生物学特性研究及全基因组分析

陈儒佳1
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作者信息

  • 1. 北京化工大学
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摘要

目的与方法:嗜水气单胞菌和溶藻弧菌可以感染养殖鱼类等多种水生动物并导致其大量死亡,给海产品养殖业造成严重经济损失,同时也是引发肠胃炎和食物中毒的主要致病菌。噬菌体疗法可作为防治细菌感染的有效方法之一。本研究通过观察噬菌体的形态,测定其宿主谱、最佳感染复数、一步生长曲线,测定其对温度、酸碱度、NaCl的耐受性来了解噬菌体的生物学特性;通过全基因组测序、组拼接装及序列比对,开放阅读框(ORF)注释、分析及比对,系统进化树的构建,PhageTerm末端分析等方法从分子水平上对噬菌体遗传特点进行了研究。 结果:本研究从批发市场污水中分离到一株裂解性嗜水气单胞菌噬菌体X552和一株裂解性溶藻弧菌噬菌体X194。透射电镜结果显示两株噬菌体均属于长尾科(Siphoviridae)噬菌体。X552和X194宿主特异性较强。X552和X194的最佳感染复数均为0.1。X552的一步生长曲线显示其潜伏期为20min,裂解期为70min,裂解量为22PFU;X194的一步生长曲线显示其潜伏期小于10min,裂解期为80min,裂解量为159PFU。X552和X194对温度、NaCl的耐受能力较好。X552对酸性和碱性的耐受能力均比较良好。 X552基因组是长度为59685bp的线性dsDNA,(G+C)含量为60.0%,NCBIGenbank登录号为MW978786。RAST注释结果显示X552基因组中共有74个ORFs,其中25个编码已知功能的蛋白,49个为假想蛋白;无tRNA。X552全基因组序列与NCBI数据库中的6株噬菌体进行对比,一致性为75.22%-76.32%,覆盖率为0%-8%,表明X552与其他噬菌体序列的同源性非常低,X552与同源性最高的两株噬菌体的ORF比对也显示出这一点。基于衣壳蛋白的系统进化树显示X552处于独立的分支,推测它可能为Siphoviridae的一个新属。PhageTerm末端分析结果显示X552从正链的44714bp开始有一个12bp的粘性末端,采用了cos5’包装机制。 X194基因组是长度为73099bp的线性dsDNA,(G+C)含量为38.5%,NCBIGenbank登录号为MZ447858。RAST注释结果显示X194基因组中共有5个tRNA,110个ORFs,其中17个编码已知功能的蛋白,93个为假想蛋白。X194全基因组序列与NCBI数据库中的7株噬菌体进行对比,一致性为70.51%-97.65%,覆盖率为0%-2%,表明X194与其他噬菌体序列的同源性非常低,X194与同源性最高的两株噬菌体的ORF比对也显示出这一点。基于衣壳蛋白的系统进化树显示X194处于独立的分支,推测它可能为Siphoviridae的一个新属。PhageTerm末端分析结果显示X194从正链的57920bp开始有一个长度为588bp的直接末端重复序列,采用了DTR包装机制。 结论:本研究分离并鉴定了两株新型噬菌体X552和X194,对它们进行了生物学特性研究、全基因组测序及生物信息学分析。这两株噬菌体的生物学特性良好且基因组中均不含毒力因子和耐药基因,具有应用于临床治疗的潜在可能性。本研究为利用噬菌体疗法治疗细菌感染提供了一定的理论基础。

关键词

嗜水气单胞菌噬菌体/溶藻弧菌噬菌体/生物学特性/全基因组测序

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授予学位

硕士

学科专业

生物工程

导师

童贻刚

学位年度

2022

学位授予单位

北京化工大学

语种

中文

中图分类号

Q93
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