水稻黄单胞菌噬菌体vB_XaS_HDB2的全基因组分析和生物学特性研究

　　

摘要：

水稻白叶枯病是由水稻黄单胞菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)引起的一种常见病害，可导致水稻大面积减产，对粮食安全造成巨大威胁。防治白叶枯病的化学药剂种类少，效果欠佳且对环境危害大，亟需开发安全高效的新型抗菌剂。噬菌体因其裂解细菌的高度特异性而备受关注。本研究从稻虾田水中分离获得一株水稻黄单胞菌噬菌体，命名为vB_XaS_HDB2 (HDB2)。电镜观察显示，噬菌体HDB2为长尾噬菌体，头部直径和尾部长度分别为(48 ± 3) nm、(166 ± 8) nm。全基因组分析结果显示，HDB2序列长43,697 bp，GC含量为54.31%，含有52个开放阅读框(ORFs)。其中30个为已知功能蛋白，按照不同功能分为DNA代谢、裂解、包装、结构这4个模块；该噬菌体含有1个tRNA，不含毒力基因和抗生素耐药基因。ANI、蛋白网络图与系统发育树分析表明，HDB2属于Septimatrevirus属成员，与噬菌体vB_Xar_IVIA-DoCa8相似度最高(97.74%)。HDB2能够裂解52.9% (9/17)的受测黄单胞菌菌株；一步生长曲线显示，HDB2的潜伏期为3 h，裂解期为5 h，裂解量为44 pfu cell^?1；HDB2具有较好的温度(4℃~60℃)和pH (4~11)耐受性。体外抑菌结果显示，感染复数大于0.1时，噬菌体HDB2能有效抑制黄单胞菌Xoo 2086的生长。综上所述，我们分离纯化并鉴定了一株水稻黄单胞菌噬菌体，为噬菌体技术应用于作物细菌病害的防治提供了理论依据。