揭示噬菌体能力：pH和NaCl浓度对RSJ2噬菌体感染性和刚度的影响

减少农业部门杀虫剂的迫切需要迫使我们探索替代的、环保的方法来控制病原菌和作物病害。由于缺乏对影响保质期的因素的了解，使用噬菌体控制病原菌仍然受到限制。检查了pH和NaCl对RSJ2噬菌体感染性的影响。RSJ2 噬菌体感染青枯病，导致西红柿出现细菌性枯萎病。保留最高噬菌体滴度（两个月后为63%）的缓冲液在pH 8.3和0.5 M NaCl下。pH和NaCl浓度直接影响噬菌体颗粒。用纳米压痕技术测量噬菌体刚度，揭示了噬菌体剩余滴度与刚度之间的相关性。与最高剩余滴度相关的平均刚度为0.07 N/m，属于中等刚度范围。结果与之前关于C22噬菌体刚度的研究一致，揭示了中等刚度与噬菌体感染性之间的关联。噬菌体刚度可以成为噬菌体亚稳态的一个属性，可用于预测噬菌体的保质期。

图 1. RSJ2噬菌体的TEM显微照片。（A） 和 （B） 中的比例尺为100 nm。观察到RSJ2噬菌体的尾部和尾部纤维 。

从泰国清迈的土壤样品中分离出土壤传播的RSJ2（或C19）噬菌体。TEM显微照片（图 1）显示RSJ2噬菌体结构由衣壳或头、尾和尾纤维组成。

图 2. RSJ2噬菌体在pH值为 6.0（A）、7.5（B）和 8.3（C）的缓冲液中，含0、0.1和0.5 M NaCl的细胞滴度。

 RSJ2 噬菌体最适宜pH值为8.3且NaCl含量为0.5的缓冲液。pH 6.0微酸性，对RSJ2噬菌体的伤害也最大。在滴度逐渐降低的其他情况下，NaCl可能在稳定噬菌体方面发挥一定作用，从而保持噬菌体的感染性。

图 3  RSJ2噬菌体颗粒的AFM显微照片和横截面。（A）SM缓冲液中RSJ2噬菌体颗粒的AFM显微照片。下面的颜色渐变比例尺指示高度（Z方向）。白色比例尺（50 nm） 表示横向尺寸（X和Y方向）。（B）衣壳直径是从颗粒的横截面线剖面（（A）中中间的白色虚线）中提取的。

噬菌体结构成分通常对不同的pH值和盐有反应。我们收集了在不同pH值的缓冲液和基于AFM的纳米压痕的盐中代表纳米机械特性的噬菌体刚度。这种技术在颗粒上用纳米大小的尖端轻抚悬臂。探针-颗粒相互作用会产生颗粒的图像（图 3A）。在AFM显微照片中观察到噬菌体衣壳和尾巴。没有观察到尾纤维，可能是因为纤维的无序性质阻止了它们固定在基材上。由于针尖卷积，必须从Z轴轮廓中提取颗粒大小（图 3B），显示衣壳直径约为45 nm。

图 4 . pH 值为 6.0（A）、7.5（B）、8.3（C） 和不同浓度NaCl（0、0.1、0.5 M）的缓冲液中RSJ2 噬菌体颗粒的刚度。对相同pH值下的噬菌体刚度进行统计分析。

我们在25 °C下测量了不同pH值（6.0、7.5和8.3）和NaCl浓度（0、0.1和0.5 M）缓冲液中的噬菌体刚度（图 4）。统计分析显示，0 M NaCl 缓冲液中噬菌体的刚度与0.1 M NaCl缓冲液中的刚度无显著差异。然而，NaCl为 0 和 0.1 M的缓冲液中的噬菌体刚度与NaCl为0.5 M的噬菌体刚度显著不同。刚度结果表明，噬菌体刚度在很大程度上取决于储存缓冲液的pH值和NaCl浓度。

结论：RSJ2噬菌体的最高剩余滴度（在两个月储存期间为 >60%）与中等噬菌体刚度有关，将噬菌体刚度与特定缓冲液下的噬菌体保质期联系起来有助于并改善预测噬菌体的保质期，促进噬菌体在生物防治应用中的使用。

参考来源：https://doi.org/10.1016/j.jksus.2024.103344