OmniLog TM微生物鉴定系统在青海高原野生型鼠疫噬菌体宿主谱检测中的应用研究.pdf
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1、 ,()中 国 人 兽 共 患 病 学 报C h i n e s eJ o u r n a l o fZ o o n o s e sD O I:/j i s s n 实验研究O m n i L o gTM微生物鉴定系统在青海高原野生型鼠疫噬菌体宿主谱检测中的应用研究李存香,祁芝珍,张青雯,赵海红,马龙,游陪松,杨建国,吴海生,冯建萍青海省医药卫生科技项目(N o w j z d )通讯作者:李存香,E m a i l:q h x n l c x c o m;O R C I D:作者单位:青海省地方病预防控制所/国家卫生健康委鼠疫防治研究重点实验室(共建),西宁 摘要:目的采用两种微量法检测青海
2、高原野生型鼠疫噬菌体的宿主谱,为今后噬菌体生态学研究和基于宿主范围噬菌体分类研究提供科学依据.方法基于Om n i L o gTM微生物鉴定系统微量法和微量点滴法,检测株鼠疫噬菌体对株鼠疫耶尔森菌(鼠疫疫苗株E V、F)和株非鼠疫耶尔森菌(假结核耶尔森菌P T B、P T B、大肠杆菌V 、小肠结肠炎耶尔森菌 )的裂解情况.结果 号、号和 号鼠疫噬菌体均能成功感染鼠疫疫苗株E V、F并依赖其生长繁殖,且基于Om n i L o gTM系统 培养 h也能够观察到试验孔中四唑类染料颜色随着噬菌体数量的增加和宿主菌数量的减少而变淡.利用微量点滴法检测株鼠疫噬菌体对株非鼠疫耶尔森菌敏感性结果显示,和
3、时 号鼠疫噬菌体对假结核耶尔森菌P T B 敏感,而 号和 号对其不敏感;号、号和 号鼠疫噬菌体对假结核耶尔森菌P T B、大肠杆菌V 、小肠结肠炎耶尔森菌 这株非鼠疫耶尔森菌均不敏感,且基于Om n i L o gTM系统观察到试验孔与对照孔中细菌生长曲线和四唑类染料颜色分别呈现相似对应的结果.然而,以鼠疫疫苗株E V、F为宿主菌,时 号鼠疫噬菌体微量点滴于固体培养基上不显示噬菌斑.结论基于Om n i L o gTM检测系统的噬菌体宿主范围测定法可以作为一种替代传统检测宿主谱的测定方法,在噬菌体与宿主菌相互作用研究中具有较好的应用价值.关键词:噬菌体;鼠疫菌;宿主谱;Om n i L o
4、gTM微生物鉴定系统;点滴法中图分类号:R 文献标识码:A文章编号:()A p p l i c a t i o no f t h eO m n i L o gT Mm i c r o b i a l i d e n t i f i c a t i o ns y s t e mi nt h ed e t e c t i o no f t h eh o s t s p e c t r u mf o rw i l d t y p ep l a g u ep h a g e i nQ i n g h a iP l a t e a uL IC u n x i a n g,Q IZ h i z h e n
5、,Z HANGQ i n g w e n,Z HAO H a i h o n g,MAL o n g,YOUP e i s o n g,YANGJ i a n g u o,WU H a i s h e n g,F E NGJ i a n p i n g(N a t i o n a lH e a l t hC o mm i s s i o nC o c o n s t r u c t i o nK e yL a b o r a t o r yf o rP l a g u eC o n t r o la n dP r e v e n t i o n,Q i n g h a i I n s t i
6、t u t e f o rE n d e m i cD i s e a s eC o n t r o la n dP r e v e n t i o n,X i n i n g ,C h i n a)A b s t r a c t:T h eg r o w t ho ft h r e ep l a g u ep h a g e sf r o m Q i n g h a iP l a t e a ui nt w oY e r s i n i ap e s t i ss t r a i n s(p l a g u ev a c c i n es t r a i n sE V a n d F)a n
7、 df o u rn o n Y e r s i n i ap e s t i s s t r a i n s(Y e r s i n i ap s e u d o t u b e r c u l o s i sP T B,P T B,E s c h e r i c h i ac o l iV ,a n dY e r s i n i ae n t e r o c o l i t i c a )w e r ed e t e c t e dt h r o u g ham i c r o m e t h o db a s e do n t h eOm n i L o gTMm i c r o b i
8、 a l i d e n t i f i c a t i o ns y s t e ma n db yt h ed r o pm e t h o d,t op r o v i d e a s c i e n t i f i cb a s i s f o r f u t u r e e c o l o g i c a l s t u d i e s a n dc l a s s i f i c a t i o nb a s e do n t h eh o s t r a n g e F o rp l a g u ev a c c i n e s t r a i n sE V a n d F,s
9、u c c e s s f u l p h a g e i n f e c t i o na n ds u b s e q u e n t p h a g eg r o w t hw e r eo b s e r v e d i n t h eh o s t b a c t e r i u m D i m i n i s h e db a c t e r i a l g r o w t ha n dr e s p i r a t i o na n dac o n c o m i t a n td e c r e a s e i nc o l o rw e r eo b s e r v e dw
10、 i t ht h eOm n i L o gTMm i c r o b i a l i d e n t i f i c a t i o ns y s t e ma t f o r h Y e r s i n i ap s e u d o t u b e r c u l o s i sP T B w a ss e n s i t i v et oY e r s i n i ap e s t i sp h a g e ,b u tY e r s i n i ap s e u d o t u b e r c u l o s i sP S T w a s i n s e n s i t i v e
11、t op h a g e a n d T h r e es t r a i n so fn o n Y e r s i n i ap e s t i s(Y e r s i n i ap s e u d o t u b e r c u l o s i sP T B,E s c h e r i c h i ac o l iV ,a n dY e r s i n i ae n t e r o c o l i t i c a )w e r e i n s e n s i t i v e t oY e r s i n i ap e s t i sp h a g e s ,a n d s h o w e
12、 ds i m i l a rg r o w t hc u r v e s T h eg r o w t ho fp h a g e s a n d ,a sd e t e r m i n e dw i t ht h ed r o pm e t h o d,i nt w oY e r s i n i ap e s t i ss t r a i n s(p l a g u ev a c c i n es t r a i n sE V a n d F)a n d f o u rn o n Y e r s i n i ap e s t i ss t r a i n s(Y e r s i n i a
13、p s e u d o t u b e r c u l o s i sP T B,E s c h e r i c h i ac o l iV ,a n dY e r s i n i ae n t e r o c o l i t i c a )s h o w e dt h es a m er e s u l t sa t ,o nt h eb a s i so fc o m p a r i s o n sw i t ht h eOm n i L o gTMm i c r o b i a l i d e n t i f i c a t i o ns y s t e m;i nc o n t r a
14、 s t,p h a g e s d i dn o t s h o wp l a q u e so ns o l i dm e d i u ma t w i t hp l a g u ev a c c i n e s t r a i n sE V a n d F D e t e r m i n a t i o nb a s e do nt h eOm n i L o gTMd e t e c t i o ns y s t e mc a nb eu s e da s a na l t e r n a t i v e t o t h e t r a d i t i o n a l d e t e
15、r m i n a t i o no f t h eh o s t r a n g e,t h u sp r o v i d i n g f a v o r a b l ea p p l i c a t i o nv a l u e f o rd e t e r m i n i n gt h e i n t e r a c t i o nb e t w e e nt h ep h a g ea n dh o s tb a c t e r i a K e y w o r d s:b a c t e r i o p h a g e;Y e r s i n i ap e s t i s;h o s
16、t s p e c t r u m;Om n i L o gTMm i c r o b i a l i d e n t i f i c a t i o ns y s t e m;d r o pm e t h o dS u p p o r t e db yQ i n g h a iP r o v i n c eK e yS u b j e c t f o rM e d i c i n ea n dH e a l t h(N o w j z d )C o r r e s p o n d i n ga u t h o r:L iC u n x i a n g,Em a i l:q h x n l c
17、 x c o m噬菌体是地球上最具生物多样性的生命体,通常超过细菌密度的一个数量级.作为细菌的病毒性捕食者,噬菌体在微生物进化、生态学、细菌性疾病预防和治疗、细菌鉴定与疾病诊断等方面扮演着重要角色 .特定细菌的噬菌体总体上类似,即细菌能够被噬菌体特异性裂解,其特异性主要源于噬菌体与其宿主菌细胞壁上特异性受体的相互识别与吸附,而差异性主要在于宿主的特异性范围.不同噬菌体的吸附方式和特异性分子生物学机制各异,但目的都是为了将其核酸注射到宿主菌中,持续循环侵染宿主菌.鼠疫噬菌体作为鼠疫耶尔森菌的病毒,除了大多数在特定温度下可以裂解多数的鼠疫菌株,还有部分噬菌体能裂解某些大肠埃希氏菌、假结核耶尔森菌、
18、痢疾志贺氏杆菌和猪霍乱沙门氏菌等 .噬菌体宿主的定义和结果因检测方法的不同而不同 .自然环境中分离噬菌体时,除了分离时所用的宿主菌,观察它对其他近属的菌株是否感染,都需要通过不同的培养方法来检测.国内外噬菌体敏感性试验常见的培养方法大致分为两类:半固体培养法和液体检测法.另外,各种微生物鉴定系统也已在微生物鉴定和代谢研究、微生物群落分析等方面被广泛应用 ,其中国内外研究者曾利用Om n i L o gTM微生物鉴定系统间接评估了炭疽芽孢杆菌及其噬菌体抗性突变体分别与株炭疽芽孢杆菌噬菌体/噬菌体鸡尾酒/组合抗生素存在环境下的细菌生长动力学特点,利用B i o s c r e e nC微生物生长分
19、析仪测定了铜绿假单胞菌噬菌体的活性、蜡样芽孢杆菌噬菌体的宿主谱,都具有较好的应用价值.本研究团队同样基于Om n i L o gTM微生物鉴定系统建立了鼠疫噬菌体在微量液体培养基中的生长方法,同时利用该方法成功检测了青海高原分离的株野生型鼠疫噬菌体的宿主谱,为今后噬菌体生态学研究和基于宿主范围噬菌体分类研究提供科学依据.材料与方法材料实验菌株鼠疫疫苗株E V、F和假结核耶尔森菌P T B、P T B、大肠杆菌V 、小肠结肠炎耶尔森菌 由青海省地方病预防控制所鼠疫菌专业实验室提供.噬菌体 号鼠疫噬菌体分离自 年青海省同德县鼠疫疫源地喜马拉雅旱獭盲肠样本,效价为,号鼠疫噬菌体分离自 年青海省天峻县
20、鼠疫疫源地喜马拉雅旱獭盲肠样本,效价为,号鼠疫噬菌体分离自 年青海省天峻县鼠疫疫源地喜马拉雅旱獭盲肠样本,效价为.诊断用鼠疫噬菌体由青海省地方病预防控制所鼠疫菌专业实验室提供.仪器恒温培养箱、空气浴振荡培养箱和Om n i L o gTM微生物鉴定系统由青海省地方病预防控制所鼠疫菌专业实验室提供.培养基和试剂L B液体培养基、L B固体培养基由青海省地方病预防控制所鼠疫菌专业实验室培养基室制备.四唑类染液购自于美国Om n i L o g公司.方法点滴法取个L B固体培养基分别划分为等份,每一等份接种株复苏的试验菌株,共株菌.分别取已制备的 L被检噬菌体点滴于已接种的试验菌株上,使其自然渗入培
21、养基.每株噬菌体培养个平皿,分别置于 和 恒温培养箱,h后观察噬菌斑.基于Om n i L o gTM系统微量液体检测法第至列孔加入 LL B液体培养基.第列孔中加入实验用噬菌体,按照 倍梯度稀释至第列孔,第列孔弃去 L噬菌体稀释混合液,参照文献 检测株野生型鼠疫噬菌体对株鼠疫耶尔森菌(鼠疫疫苗株E V、F)和株非鼠疫耶尔森菌(假结核耶尔森菌P T B、P T B、大肠杆菌V 、小肠结肠炎耶尔森菌 )的裂解情况.结果点滴法培养结果通过点滴法检测株野生型鼠疫噬菌体的宿主谱,发现以鼠疫疫苗株E V、中 国 人 兽 共 患 病 学 报 ,()F为宿主菌,号鼠疫噬菌体在 和 时琼脂培养基上产生清晰的噬
22、菌斑,号鼠疫噬菌体在 和 时均不能在琼脂培养基上形成可见的斑块,这并不意味着缺乏生产性感染(通过双层琼脂平板法经 时培养 h可见不透明的斑).号鼠疫噬菌体在 时不能在琼脂培养基上形成可见的斑块,但 时在琼脂培养基上形成可见的斑块.以株非鼠疫耶尔森菌拟为宿主菌,号噬菌体对假结核耶尔森菌P T B 有裂解作用,对其他株非鼠疫耶尔森菌不裂解.号和 号噬菌体对株非鼠疫耶尔森菌均未发现有裂解现象.如图、图.图株鼠疫噬菌体经点滴法 作用 h的生长情况F i g P l a q u e f o r m a t i o na f t e r i n t e r a c t i o no f t h r e e
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