噬菌体LSA2308的分离、特性分析及其对耐药性金黄色葡萄球菌的控制研究

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金黄色葡萄球菌是一种重要的食源性致病菌,可引起食物中毒,严重威胁食品质量与安全。对于致病性金黄色葡萄球菌,常采用抗生素对其进行控制,但随着抗生素大范围、大剂量的使用,致使了耐药性金黄色葡萄球菌的出现,并对食品安全构成了巨大的挑战。噬菌体由于其特异性、高效性和安全性被认为是控制耐药细菌污染的一种有希望的抗生素替代品。本研究以金黄色葡萄球菌ATCC25923为宿主,从环境污水中分离得到一株裂解性噬菌体,命名为LSA2308,对其基本特性以及对耐药食源性金黄色葡萄球菌的生防作用进行研究,主要结果如下:(1)LSA2308属于肌尾科噬菌体,拥有一个多面体头部和可收缩的尾巴,头部直径为86 nm,尾部收缩前尾长187 nm,宽25 nm;收缩后尾长115 nm,宽32 nm。LSA2308的最佳感染复数(Multiplicity of infection,MOI)为0.001,潜伏期约20 min,爆发量约为407 PFU/CFU,裂解期分成2个连续爆发阶段,第一阶段中,LSA2308的效价在20 min(20 min~40 min)内从3.87±0.13 lo g10 PFU/m L增加到6.80±0.01 log10 PFU/m L;第二阶段中LSA2308的效价在90 min(60 min~150 min)内从6.99±0.02 log10 PFU/m L增加到9.12±0.04 log10 PFU/m L。p H值在5~9时LSA2308的稳定率在70%以上;对高温比较敏感,在50℃时,LSA2308仅有26.71%的稳定率,在大于50℃之后都未检测到噬菌体活性。(2)基因组学分析结果显示,LSA2308的基因组长度为144592 bp,G+C含量为29.89%(Gen Bank登录号:MW363798)。基因序列分析结果表明,LS A2308不包含任何与抗生素抗性、毒素、溶源性和毒力因子相关的基因。基因组共有203个ORF,其中包含84个假定的蛋白质,其余的ORFs编码功能性蛋白,包括DNA复制、修饰、调节功能蛋白、结构和包装功能蛋白、噬菌体终止酶大亚基和细胞裂解酶。(3)对多重耐药金黄色葡萄球菌的控制效果:噬菌体LSA2308能够有效减少LB肉汤中浮游细胞的数量10~5PFU/m L-10~7PFU/m L浓度的噬菌体与单个耐药性细菌培养24小时,可以阻止金黄色葡萄球菌的再生。与抗生素联合使用时,10~8PFU/m L的LSA2308与1/2 MIC(8μg/m L)的氨苄西林联合使耐药菌CR003的OD值降低了99.23%;其效果优于单独使用噬菌体或单独使用氨苄西林。LSA2308作用于脱脂牛奶中的单一和混合耐药性金黄色葡萄球菌时,25℃条件下,在48h时,10~7PFU/m L的LSA2308使细菌的数量下降了99.59%和99.84%;4℃条件下,在48h时,10~7PFU/m L的LSA2308使细菌的数量下降了99.95%和99.04%。由此可知,LSA2308对耐药性金黄色葡萄球菌显示了极强的控制效果,表明噬菌体LSA2308可用于控制食品和食品加工设施中的耐药性金黄色葡萄球菌。本研究丰富了金黄色葡萄球菌噬菌体的基因组库,为噬菌体的应用及对耐药菌的控制提供新的思路和理论支持,为金黄色葡萄球菌噬菌体在食源性致病菌防控上的进一步研发奠定了基础。
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