猕猴桃溃疡病菌(Psa)是猕猴桃植物中细菌性溃疡病的致病因子，导致全球严重的经济损失。尽管含铜产品可能会释放出在田间条件下抑制或杀死Psa的铜离子，但污染问题不容忽视。抗生素耐药病原菌的出现也唤醒了重新评估噬菌体疗法作为有效治疗选择的必要性。近年来，利用噬菌体控制农业细菌感染越来越受到关注。群体感应(QS)是一种细胞间通讯系统，它通过信号分子的产生和检测将细菌细胞密度联系起来以协调社会行为。N-酰基高丝氨酸内酯(AHL)信号分子最常用于革兰氏阴性菌，其由LuxR家族转录因子响应以调节下游基因表达。越来越多的证据表明，QS介导的回路也会影响噬菌体-细菌相互作用。

　　使用PsaS18菌株作为宿主细菌，从废水样品中分离出噬菌体，命名为KBC54(图1A)。此外，噬菌体KBC54的宿主范围针对14种细菌进行了测试，只有7种Psa菌株可以被噬菌体KBC54裂解，其他7种来自假单胞菌属、黄单胞菌属、农杆菌属、肠杆菌属和埃希氏菌属的菌株对噬菌体KBC54具有抗性。透射电子显微镜(TEM)显示，噬菌体表现出直径为57 nm的二十面体头和18 nm长的短尾巴(图1B)。噬菌体包含一个42.609 bp的环状基因组序列，G+C 含量为 63.1%。用47个ORF(开放阅读框)对基因组进行注释，并使用基因特征生成预测的 ORF 图谱(图1C)。完整的基因组序列已存入GenBank登录号OL854071下的NCBI数据库。该噬菌体在国际病毒分类委员会 (ICTV)框架下被归类为Caudovirales order， Autographiviridae家族。总共100个具有序列相似性 (S的噬菌体基因组G>0.02) 的噬菌体KBC54用于构建蛋白质组学树。该噬菌体与三种噬菌体具有更高的基因组相似性，包括属于Pollyceevirus属的假单胞菌噬菌体PollyC(检索覆盖率 63 %，身份 60.1 %，登录号 NC_042104)，属于Bifseptvirus属的假单胞菌噬菌体 Andromeda(检索覆盖率 58.7 %，身份 58 %，登录号 NC_031014)和假单胞菌噬菌体 Bf7.属于Bifseptvirus属(查询覆盖率 58.1 %，身份 56.7 %，入藏号 NC_016764)。预测噬菌体 KBC54 的两个 ORF 编码尾部蛋白，这些尾部蛋白被选中用于测试与候选细菌受体的相互作用。MOI(感染复数)，即噬菌体颗粒与宿主细胞的比率，为 0.01 是获得最高噬菌体滴度的最佳选择(图1D和E)。

　　图 1. 分离的噬菌体 KBC54 的表征及其控制Psa的功效

　　为检测细菌细胞生长状态是否与噬菌体吸附效率相关，PsaS18 细菌细胞在不同生长期被噬菌体 KBC54 感染。如图2所示，在细菌初始生长阶段(OD600=0.2)，上清液中剩余的噬菌体滴度约为每10个53个噬菌体颗粒细胞，而在OD6000.5和1.0的细菌培养物中，则此比率分别达到131和114.结果表明，83%的初始噬菌体在OD600时被吸收为0.2.并且在晚期对数期培养(OD600=1.0)(图2B)。这些结果表明，噬菌体吸附效率与细菌生长阶段密切相关。在外源性添加 25 μM、50 μM 和 100 μM OXO-C8-HSL 到磷脂噬菌体混合培养物中，与未使用AHL相比，OD600处噬菌体吸附率分别降低了6.3 %、18.4 %和 14.6 %。还证实了OXO-C8-HSL对噬菌体感染的影响，向 Psa-噬菌体混合物中添加50μM OXO-C8-HSL 并共培养24小时，与没有AHL相比，斑块数量显着减少了约50%。此外，与对照培养上清液(含有空载体的Psa)相比，根癌农杆菌C58(含有AHL合成的traI基因)和traI同种异体表达Psa菌株(Psa/traI)的细菌培养上清液减少了针对野生型Psa的噬菌斑形成，噬菌体吸附率分别降低了13.0 % 和 9.8 %(图2F)的。同样，噬菌体感染和对Psa/traI菌株的吸附显着减少，如图2G-I 所示。野生型菌株Psa或Psa和A. tumefaciens C58混合物分别与MOI= 0.01的噬菌体 KBC54共培养12h。当A时，KBC54 对Psa的噬菌体感染效率降低了6.4%。

　　图 2.AHL通过减少生长后期指数期的细菌吸附来保护Psa免受噬菌体攻击

　　为了成功攻击宿主细菌，噬菌体总是通过识别噬菌体受体吸附到细胞表面，然后将其基因组注入宿主细胞中产生后代。噬菌体和细菌相关因素都决定了最终的拮抗结果。许多细菌采用QS系统，通过响应内源性或外源性AHL来协调其行为。尽管Psa作为猕猴桃溃疡病的病原体不编码AHL合成基因，但它的两个LuxR同源物PsaR1和PsaR3可以响应其他细菌产生的外源AHL。在这里，表明PsaR1和PsaR3抑制了外膜蛋白OmpV的表达，该蛋白被主导为噬菌体KBC54的细菌受体，然后导致噬菌体吸附和感染效率降低。此外，外源性 AHL 信号 OXO-C8-HSL 增强了抑制作用。据报道，QS 在控制毒力基因的表达中起着至关重要的作用，这也调节了微生物种群中的噬菌体-宿主动力学。越来越多的证据表明，QS可以响应QS信号调节细菌细胞表面噬菌体受体的表达，从而降低噬菌体吸附率。因此，QS信号可用于相应地调节抗病毒防御策略。

　　Psa的3个PsaR在不同生长阶段具有相似的表达模式，事实上，它们的转录水平在低细胞密度(OD600=0.2)与较高细胞密度(OD600=1.0)。同样，ompV在OD600为1.0时表现出更高的表达水平。ΔpsaR1和ΔpsaR3菌株中OmpV蛋白水平的增加强调了QS系统是噬菌体-宿主相互作用的核心方面之一。因此，在增加细胞密度时降低噬菌体感染的比率也会降低由Psa引起的噬菌体驱动的疾病控制的效率。根据感知的种群密度，细菌可能会从改变其抗噬菌体策略中受益，从而最大限度地减少通常与基因突变耐药相关的代谢负担。对于噬菌体应用，应鼓励噬菌体在低细胞密度环境中对Psa进行早期控制。尽管噬菌体-细菌相互作用的潜在机制对于细菌动力学来说很复杂，但因此，进一步研究噬菌体抗性群体感应控制的普遍性对于更好地了解病毒在不同环境条件下的作用至关重要。

　　参考文献：Ou, J., Zhang, S., Zhang, M., Zhang, J., Xu, J., Zhang, N., & Jia, Y. (2025). Responding to exogenous quorum-sensing signals promotes defense against phages by repressing OmpV expression in Pseudomonas syringae pv. actinidiae. Microbiological research, 293. 128074. https://doi.org/10.1016/j.micres.2025.128074