新型裂解性噬菌体KFSA9问世,为鲜食农产品嗜水气单胞菌防控开辟新路径
研究背景
嗜水气单胞菌是新发食源性致病菌,在鲜食农产品中检出率达26%–41%,冷藏条件下仍可生长,易引发食源性疾病,目前尚无针对该菌的食品用商业化噬菌体产品。传统化学、物理防控手段存在安全隐患或破坏农产品品质,噬菌体因宿主特异性强等优势成为研究热点,其商业化需满足安全与高效的双重监管标准。
关键突破
宿主特异性极强,无脱靶裂解风险
该噬菌体仅对9株嗜水气单胞菌具有裂解活性,对4种其他气单胞菌、3种益生菌及19种食源性致病菌均无裂解作用,窄宿主范围使其能精准靶向目标致病菌,最大程度避免破坏农产品中的有益微生物菌群,符合生物防控的靶向性要求(表1)。
表1 vB_AroA_KFSA9的宿主范围和噬斑形成效率
基因组安全无风险,归为新型噬菌体类群
vB_AroA_KFSA9基因组为39785bp的双链DNA,无抗生素抗性、细菌毒力及溶原性相关不良基因,确认为严格的裂解性噬菌体;系统发育分析将其归为自转录病毒科Teseptimavirus属新成员,尾丝和核酸内切酶相关基因具有独特性,为该类噬菌体研究补充了新种质(图1、图2)。
图1 vB_AroA_KFSA9的环形基因组图谱
图2 B_AroA_KFSA9全基因组系统发育分析
抗逆性优异,适配食品工业应用条件
该噬菌体在pH 4–10、4–40℃范围内保持稳定,且能耐受食品加工中常用的乙酸、柠檬酸、过氧化氢消毒剂,其稳定的环境适应性覆盖了鲜食农产品加工、贮藏的主要理化条件,可兼容现有农产品清洁工艺,具备工业化应用的环境耐受基础(图3)。
图3 vB_AroA_KFSA9在不同pH、温度、消毒剂下的稳定性
杀菌效率高,低感染复数实现快速裂解
体外实验中,该噬菌体在感染复数(MOI)低至0.01时,3小时内即可实现嗜水气单胞菌的完全裂解,杀菌效果可持续6小时;相较于现有商业化噬菌体需高MOI才能起效的特点,其低剂量高效能的优势大幅降低了工业化应用的成本(图4)。
图4 不同MOI下vB_AroA_KFSA9对嗜水气单胞菌的体外杀菌效果
实际应用效果显著,鲜食农产品中致病菌大幅减少
在MOI为1的条件下,该噬菌体处理60分钟,即可使樱桃番茄上的嗜水气单胞菌降低约2.79 log CFU/个,生菜上的致病菌降低约2.45 log CFU/4cm²,且致病菌数量在120分钟内无反弹,扫描电镜也证实了菌体在农产品表面的密度显著下降(图5、图6)。
图5 vB_AroA_KFSA9对受污染樱桃番茄和生菜的杀菌效果
图6 噬菌体处理后农产品表面嗜水气单胞菌的密度及电镜图
结论与展望
本研究鉴定的vB_AroA_KFSA9是一款安全、新型、高效的嗜水气单胞菌特异性裂解噬菌体,兼具窄宿主范围、优异抗逆性、低剂量高杀菌效率的特点,在鲜食农产品的致病菌防控中展现出良好的实际应用效果,填补了食品用嗜水气单胞菌噬菌体商业化的空白。未来需通过噬菌体鸡尾酒、复合栅栏技术解决体外观察到的细菌再生问题,同时开展大规模生产、制剂研发及鲜食农产品产业链模拟条件下的效能验证,推动其商业化落地。
参考文献
Choi I Y, Kim S H, Park M K. Comprehensive investigation of a novel and safe lytic phage vB_AroA_KFSA9 as a commercial candidate for biocontrol of *Aeromonas hydrophila* on fresh produce. Current Research in Food Science 12 (2026) 101282.
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