新型噬菌体DG23与RG24的分离鉴定及其对马铃薯软腐病病原菌Pseudomonas marginalis的生防潜力

《Applied Microbiology and Biotechnology》：Isolation and characterization of novel phages for control of the phytopathogen Pseudomonas marginalis

本研究针对马铃薯软腐病防治难题，首次分离出两株裂解性噬菌体DG23和RG24，通过全基因组测序证实其不含毒力基因且具有宽泛的环境稳定性。噬菌体鸡尾酒疗法使马铃薯软腐病严重度降低超80%，为植物细菌病害绿色防控提供新策略。

　　

在马铃薯种植业中，软腐病堪称"隐形杀手"，由多种果胶分解细菌引起的这种病害，每年导致高达30%的产量损失。其中Pseudomonas marginalis作为一种重要的植物病原菌，能够分泌果胶酶分解植物细胞壁，造成组织快速软化和腐烂。传统防治主要依赖农用抗生素和铜制剂，但长期使用不仅会诱发耐药性，还可能带来环境污染和健康风险。随着可持续农业理念的深入，寻找高效、安全的生物防治方法成为当务之急。

在这项发表于《Applied Microbiology and Biotechnology》的研究中，埃及科研团队首次报道了两种特异性靶向P. marginalis的噬菌体——DG23和RG24，为软腐病防治提供了新思路。

研究人员采用全基因组测序、透射电镜观察、环境稳定性测试和离体防治实验等关键技术方法，其中噬菌体分离自当地市场的黄瓜和西葫芦清洗液样本。通过系统研究揭示了这两种噬菌体的生物学特性、基因组特征和生防潜力。

宿主范围测定

通过斑点试验和效率平板测定(EOP)分析发现，DG23和RG24仅对P. marginalis菌株具有特异性裂解作用，对其他测试的植物病原菌和非病原菌均无感染能力，表明其宿主范围较窄但特异性强。

环境稳定性

稳定性实验显示，两种噬菌体在pH 3-9范围内保持稳定，RG24甚至在pH 11条件下仍具活性。热稳定性测试表明它们在45°C以下保持感染性，55°C时活性降低50%，75°C完全失活。紫外线耐受性方面，DG23在30分钟照射后无显著活性损失，而RG24对长时间照射更具耐受性。

基因组特征

全基因组分析显示，DG23基因组大小为94.305 bp，GC含量52.44%，预测171个基因；RG24基因组84.579 bp，GC含量48.94%，预测146个基因。两者均缺乏整合酶基因、抗生素抗性基因和毒力因子，符合生物安全性要求。基因功能注释揭示了典型的裂解性噬菌体模块结构，包括复制、组装、裂解等功能基因簇。

比较基因组学

平均核苷酸一致性(ANI)分析表明DG23与RG24具有99%的基因组相似性，属于同一物种，但与最近的参考噬菌体Pseudomonas phage XD2仅92%相似性。系统发育分析基于大末端酶亚基基因构建的进化树显示，这两种噬菌体形成独立分支，与已知假单胞菌噬菌体亲缘关系较远。

生物防治效果

马铃薯切片实验表明，单独使用DG23和RG24分别使软腐面积减少67.17%和45.81%，而噬菌体鸡尾酒组合处理抑制效果达82.95%，显著优于单一噬菌体处理。统计学分析证实组合处理与单噬菌体处理间存在显著差异(P≤0.05)。

该研究首次系统表征了靶向P. marginalis的噬菌体资源，证实DG23和RG24作为生物防治剂的潜力。其严格的裂解性生活周期、优良的环境适应性和高效的病害控制能力，为开发软腐病绿色防控产品奠定了理论基础。特别是噬菌体鸡尾酒策略展现的协同增效作用，为克服细菌耐药性提供了新思路。未来研究需进一步优化噬菌体制剂配方，评估田间应用效果，推动其从实验室走向实际应用。