摘要:对分离自明永冰川地区的3株黄杆菌低温噬菌体(MYSP03、MYSP08和MYTP08)的生物学特征开展了研究,采用氯化铯密度梯度离心法对3株低温噬菌体进行了纯化并系统比较了3株低温噬菌体的形态、宿主专一性、吸附速率、最佳感染复数及一步生长曲线等生物学特性。虽然3株低温噬菌体的宿主均为黄杆菌,但它们在形态及生物学特性上均表现不同。低温噬菌体MYSP03和08为头尾型噬菌体,呈复合结构,二者头部直径与尾管长度明显不同;噬菌体MYTP08与MYSP08形态差异较大,但它们都能感染同一宿主菌,MYTP08为复层噬菌体,衣壳直径为58 nm。噬菌体MYSP03、MYSP08和MYTP08分别在MOI为0.1、10和1时所产生的子代噬菌体数量最多,3株噬菌体的裂解量显著不同,其中MYTP08最大为137。
低温噬菌体可在小于等于4℃条件下侵染宿主并增殖,是地球上最丰富的生命存在形式闭。随着对其在生态系统中生物学地位的认识不断加深,低温噬菌体引起越来越多科研工作者的关注,成为近年的研究热点。低温噬菌体不仅是一种理想的模式系统,可开展适冷微生物的基本生物学特性及低温适应机理的研究,而且影响着生物与环境的相互作用尤其是生物地球化学循环过程,包括调整微生物种群结构、促进生物进化及遗传转换、参与微食物环等1。而从低温环境中分离和鉴定有价值的低温噬菌体已成为当前国际生物资源争夺战的又一战略高地,其研究报道也多见于Nature和Science等国际综合性刊物。低温噬菌体的研究不仅可以丰富和发展人们对生物多样性的认识,而且有助于了解低温噬菌体及其宿主菌、环境的相互作用关系,同时在低温菌表达载体的构建及耐冷高活性酶的开发应用等方面也有广泛的应用潜力。
明永冰川地处我国青藏高原东南部生物多样性最为丰富的横断山区,是全球罕见的低纬度、低海拔、季风海洋性冰川,具有重要的地质和生命科学研究价值。目前已从明永冰川及其退却地区分离到黄杆菌Flavobacterium、假单胞菌Pseudomona、色杆菌Chromobacterium、节杆菌Arthrobacre等嗜冷菌及相应低温噬菌体。低温噬菌体作为冰川生态系统的一个重要的动态组成部分,对其特性进行研究,不仅可以丰富生物多样l生的研究内容,还对揭示该地区微生物群落演替规律、进一步阐明生命与环境的相互作用具有重要的指导意义。
本研究以分离自明永冰川地区的3株低温黄杆菌噬菌体为对象,对它们的形态、生物学特性进行了系统比较研究。
1材料与方法
1.1菌种与培养基
宿主菌为Flavobacterium sp.MYB03、MYB08菌株,对应的低温噬菌体为MYSP03、MYSP08和MYTP08,所有样品均为本实验室前期分离保存,宿主菌培养采用PYGV培养基。
1.2设备与试剂
高速冷冻离心机;超速离心机;台式高速冷冻离心机;透射电子显微镜;PEG8000;氯化铯CsC1。
1.3噬菌体富集及效价测定
1.3.1噬茵体富集
将宿主菌菌株在PYGV平板上重复划线活化3次,挑取单菌落接种到PYGV液体培养基中,l5℃、160r/min振荡培养至对数期,再接入相应的噬菌体保存液,继续培养至培养液由浑浊变清澈时,10000r/min离心10min收集上清即为噬菌体纯培养液。
1.3.2噬菌体效价测定
采用终点滴定法测定噬菌体的效价,即将噬菌体纯培养液用PBS缓冲液(pH 7.4)做10倍序列稀释,取不同稀释倍数的噬菌体纯培养液100与300 L对数生长期的宿主菌悬液混合,15℃温育10 min后与3 mL冷却至40℃左右的PYGV半固体培养基混匀倒双层平板,待平板完全凝固后倒置于l5℃恒温培养24—48h,待产生清晰可见的噬菌斑后观察并计数。噬菌体效价(pfu/mL)=噬菌斑数×稀释倍数×取样量折算数。