奇异变形杆菌噬菌体的分离鉴定及噬菌体鸡尾酒在生鸡肉安全中的应用总结

奇异变形杆菌噬菌体的分离鉴定及噬菌体鸡尾酒在生鸡肉安全中的应用总结

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来源:宋禹晗
2025-10-09 09:39:41
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核心提示:污水和粪便中分离鉴定出两株无风险基因的烈性奇异变形杆菌噬菌体 P14 与 Pp2,构建的噬菌体鸡尾酒在 4℃下高感染复数(MOI=10,000)时 1 小时、6 小时可分别完全清除生鸡胸肉表面的 P. mirabilis 菌株 PM14 与 PMp2,为食品中该菌的绿色生物防控提供方案。

本研究以从鸡源分离的24 株致病性奇异变形杆菌(P. mirabilis 为宿主菌,从污水和粪便样本中分离鉴定出两株烈性噬菌体ABTNL-P14P14 ABTNL-Pp2Pp2),经基因组分析确认二者无毒力因子、溶原相关基因及抗生素耐药基因,符合食品应用安全标准;通过生物学特性研究发现,P14 Pp2 的最佳感染复数(OMOI)均为 0.01,潜伏周期分别为 10 分钟和 30 分钟,在 4-37℃pH 3-9 范围内稳定性良好;体外裂解实验显示,二者组成的噬菌体鸡尾酒对 P. mirabilis 的裂解谱更广(覆盖 83.3% P. mirabilis 菌株),抑菌时长显著延长;在 4℃条件下,该鸡尾酒对生鸡胸肉表面的 P. mirabilis 清除效果显著,高感染复数(MOI=10,000)时 1 小时内可完全清除宿主菌株 PM146 小时内清除 PMp2,为食品中 P. mirabilis 的绿色生物防控提供了有效策略。

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奇异变形杆菌(P. mirabilis)的危害:

致病性:属于摩根氏菌科变形杆菌属,为机会致病菌,可通过分泌脲酶、溶血素、金属蛋白酶等毒力因子,引发人 / 动物的胃肠道感染(腹泻)、泌尿道感染(尿道炎),严重时可致败血症,病死率达 20%-50%

食品污染风险:近年来 P. mirabilis 引发的食源性疾病 incidence 上升,研究显示市售生鸡肉中其检出率高达54.39%Ma et al., 2022),且鸡源菌株与临床人源菌株耐药谱高度相似,提示食品传播风险。

耐药危机:鸡场分离的 P. mirabilis 对多种抗生素耐药,本研究中 24 株鸡源菌株对氟苯尼考、红霉素、阿莫西林、左氧氟沙星的耐药率达 100%,对阿奇霉素、阿米卡星耐药率超 95%,传统抗生素防控失效,亟需替代方案。

噬菌体作为替代策略的优势:

噬菌体是专一裂解细菌的病毒,具有无生物残留、不破坏肠道共生菌、不诱导细菌耐药等特性,被视为食品领域绿色生物杀菌剂的理想选择。此前研究已证实噬菌体对沙门氏菌大肠杆菌等食源菌的防控效果,但针对 P. mirabilis 的研究较少,本研究填补了这一空白。

主要工作:

1、分离鉴定两株烈性噬菌体,验证其安全性

噬菌体分离与筛选:以从辽宁不同鸡场分离的 24 株致病性 P. mirabilis(含 PM14PMp2 等)为宿主菌,从海城、大连的污水及粪便样本中分离纯化出 2 株具有良好生物学特性的烈性噬菌体,命名为 ABTNL-P14P14)和 ABTNL-Pp2Pp2)。

形态与分类鉴定:通过透射电镜观察,明确 P14 Guernseyvirinae 亚科 Jerseyvirus 属(正二十面体头部 56nm + 非收缩长尾 133nm),Pp2 Tevenvirinae 亚科 Gelderlandvirus 属(变形二十面体头部 130×90nm + 收缩尾鞘 60×21nm);结合末端酶大亚基构建系统发育树,进一步确认分类归属。

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基因组安全验证:对两株噬菌体进行全基因组测序(P14 登录号 PQ766629Pp2 登录号 PQ821890),分析显示二者均无毒力因子基因、抗生素耐药基因及溶原相关基因,仅含 DNA 包装复制、宿主裂解(如 holin-lysozyme 系统)、结构蛋白相关 ORFP14 64 ORFPp2 254 ORF),符合食品应用安全标准。

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2、系统分析噬菌体生物学特性,评估其应用适配性

关键生长参数测定:通过最佳感染复数(OMOI)实验,确定 P14 Pp2 OMOI 均为 0.01(低剂量即可高效增殖,降低生产成本);通过一步生长曲线,测得 P14 潜伏周期 10 分钟、爆发周期 40 分钟、爆发量 68 PFU/cellPp2 潜伏周期 30 分钟、爆发周期 40 分钟、爆发量 39 PFU/cell,短潜伏周期利于快速控菌。

环境稳定性测试:验证两株噬菌体在 4-37℃(模拟食品储存与生理温度)、pH 3-9(适配多数食品 pH,如鸡肉 pH 6)范围内效价稳定;50-60℃处理 60 分钟效价仅降 1 个数量级,P14 70℃仍保留 10⁷ PFU/mL 效价,适配食品加工与储存环境161720

裂解谱测定:通过斑点试验,发现 P14 可裂解 62.5%15/24)的 P. mirabilis 菌株及 3 株沙门氏菌,Pp2 可裂解 50%12/24)的 P. mirabilis 菌株及 1 株沙门氏菌,为后续鸡尾酒构建奠定基础。

3、构建噬菌体鸡尾酒,验证其在生鸡肉中的防控效果

鸡尾酒体外抑菌验证: P14 Pp2 按等比例混合构建鸡尾酒,其裂解谱拓宽至 83.3%20/24)的 P. mirabilis 菌株;体外抑菌实验显示,MOI=100 时对 PM14 抑菌 8 小时、对 PMp2 抑菌 10 小时,抑菌时长比单噬菌体延长 2-4 小时,且细菌复壮延迟。

生鸡胸肉表面清除实验: 4℃冷藏条件下(模拟食品储存),对接种 P. mirabilis 的生鸡胸肉喷洒不同 MOI 的鸡尾酒,结果显示:MOI=10,000 时,1 小时内完全清除宿主菌株 PM146 小时内完全清除 PMp2,清除率超 99.9%;实验全程噬菌体效价稳定,证明其可高效防控生鸡肉中 P. mirabilis 污染,为食品工业应用提供直接证据。

 

参考文献:

ZHANG, Shilin, et al. Characterization of two virulent Proteus mirabilis phages and application of phage cocktail in raw chicken safety. Food Microbiology, 2025, 104919.

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