摘要
背景： 裂解性噬菌體已成功應用于控制多種食源性病原體的生長。在其基因組測序的基礎上，確保其在食品應用中的安全性是一個重要的初步步驟。
結果： 裂解性噬菌體 DSboM-AG3 以重要的食源性病原體志賀氏菌為靶標。它在形態(tài)上類似于傷寒沙門氏菌血清型 Typhi 的噬菌體 Vil 以及一系列乙酸鈣不動桿菌和苜蓿根瘤菌的噬菌體。SboM-AG3 的完整基因組被確定為 158 kb，具有末端冗余和循環(huán)排列的特性。共鑒定并注釋了 216 個開放閱讀框（ORFs），其中大多數(shù)與沙門氏菌噬菌體的蛋白質顯示同源性，還包括四個指定 tRNA 的基因。
結論： 這是首次描述針對志賀氏菌的 Vi 特異性噬菌體。沒有證據(jù)表明存在毒力和溶原性相關基因。總之，基因組分析表明該噬菌體可以安全地用于生物防治目的。
背景
志賀氏菌的宋內氏志賀氏菌、弗氏志賀氏菌和鮑氏志賀氏菌是最重要的食源性病原體之一。攝入被這些細菌污染的食物會在 12-48 小時內引起志賀氏菌病。發(fā)熱、疼痛、疲勞和食欲不振是初始癥狀，可能伴有水樣腹瀉，繼而可能發(fā)展為血便或痢疾。在某些嚴重病例中，由于志賀毒素的產(chǎn)生，可能發(fā)展為致命的溶血性尿毒癥綜合征（HUS）。志賀氏菌相關的爆發(fā)通過直接或間接的人類糞便污染發(fā)生，并且在衛(wèi)生標準差的發(fā)達國家和發(fā)展中國家都有報道。沙拉、軟奶酪、蔬菜和肉制品等食品通常被報道與這些爆發(fā)有關。
裂解性噬菌體已成功應用于控制多種食源性病原體的生長，包括志賀氏菌。它們能夠攻擊敏感細菌并利用宿主的資源進行繁殖。細胞裂解導致子代噬菌體顆粒的釋放。隨著噬菌體逐漸被認可為控制食品中病原體的潛在工具，噬菌體基因組學將在確保選擇針對潛在有害噬菌體產(chǎn)品方面發(fā)揮越來越重要的作用。例如，基因組數(shù)據(jù)可以確保檢測到毒力基因以及任何可能導致病原體溶原化的基因。隨著 DNA 測序技術的進步，已測序的噬菌體基因組數(shù)量呈指數(shù)級增長。迄今為止，NCBI 數(shù)據(jù)庫中已收錄了超過 530 個有尾噬菌目噬菌體的完整基因組序列，這使得能夠進行詳細的比較分析，旨在制定更一致的分類方案并提供進化過程的見解。
幾種重要的噬菌體以傷寒沙門氏菌的 Vi 或毒力相關多糖莢膜抗原作為受體。它們分為七種血清型（ViI 至 ViVII）。噬菌體 ViI 廣泛用于該細菌的噬菌體分型。所有 Vi 噬菌體都具有等徑頭部和 either 收縮性、或長或短的非收縮性尾部。它們分別屬于肌尾噬菌體科（ViI）、長尾噬菌體科（ViII）和短尾噬菌體科（ViIII 至 VII）。噬菌體 ViI 具有非常獨特的形態(tài)，這種形態(tài)也在某些乙酸鈣不動桿菌和苜蓿根瘤菌病毒中發(fā)現(xiàn)。該組的噬菌體具有頸部、頸圈和收縮性尾部。它們有一個薄的基板，連接到一個由短尾絲組成的高度分支結構。噬菌體 ViII 具有 lambda 樣形態(tài)，但有一個帶三個突刺的基板，而噬菌體 ViIII 至 ViVII 則有一個非常短的尾部，末端是一個至少有兩個突刺的基板。盡管 Vi 噬菌體在 60 多年前就被描述，但對其分子結構知之甚少。
在先前的工作中，我們分離出三種強裂解性噬菌體，它們可被視為控制志賀氏菌的良好候選者（未發(fā)表數(shù)據(jù)）。其中之一，SboM-AG3，在形態(tài)上類似于噬菌體 ViI。我們希望研究其一些生長特性，確定并注釋其基因組序列，并評估其結構功能與其他 GenBank 中現(xiàn)有噬菌體的關系。這將有助于更好地理解該噬菌體的分子結構以及可能對其分類學分類和用于志賀氏菌控制有用的特征。
結果
噬菌體形態(tài)、宿主范圍和一步生長曲線
用收集的環(huán)境樣本（沖洗水、糞便樣本和污水）測試志賀氏菌菌株，結果分離出 24 種噬菌體。從中選擇了一種，SboM-AG3，進行詳細研究，因為它具有廣泛的宿主范圍和獨特的形態(tài)。負染的病毒具有清晰定義的頸部和頸圈，以及一個復雜的基板相關突刺和纖維結構網(wǎng)絡，這在尾部收縮后最為明顯（圖 1）。其頭部直徑約為 83 nm，收縮性尾部長 110 nm，直徑 14 nm。這表明它是肌尾噬菌體科的一員。其形態(tài)與傷寒沙門氏菌血清型 Typhi 的經(jīng)典噬菌體 ViI 和鼠傷寒沙門氏菌血清型 Typhimurium 噬菌體 Det7 非常相似，但這是首次報道這種噬菌體感染志賀氏菌。
使用 Bioscreen C 全自動微生物生長曲線分析儀測定宿主范圍（表 1）。大多數(shù)鮑氏志賀氏菌、痢疾志賀氏菌、弗氏志賀氏菌和宋內氏志賀氏菌菌株被 SboM-AG3 感染，但感染程度各不相同。在測試的 24 個菌株中，有 11 個菌株的生長在噬菌體存在下被完全抑制。測試的大腸桿菌、沙門氏菌或李斯特菌菌株均未被該病毒感染（數(shù)據(jù)未顯示）。
SboM-AG3 的一步生長研究表明，在 30°C 下，該噬菌體的潛伏期約為 52 分鐘，上升期為 23 分鐘，平均裂解量為每個細胞約 152 個噬菌體（圖 2）。
表 1 本研究中使用的細菌菌株；以及宿主 SboM-AG3 對 24 種志賀氏菌菌株的作用
C：細菌生長完全抑制
D+：細菌生長達到對數(shù)期的時間比對照延遲超過 5 小時（即檢測時間差≥5 小時）
D：細菌生長達到對數(shù)期的時間比對照延遲少于 5 小時（即檢測時間差<5 小時）
N：噬菌體對細菌生長無影響
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