摘要用液体侵染法从黄海分离出一株能够侵染聚球藻WH8102的噬藻体S-H35。电镜检测结果显示,S-H35属于短尾科噬藻体。噬藻体S-H35的一步生长曲线显示其潜伏期约为4 h,爆发期约为8 h,裂解量为125。S-H35的基因组分析结果显示,其基因组长度为175,321 bp,共含有228个ORF,GC含量为41.51%。基因功能分为噬藻体的结构、吸附相关、组装、DNA复制及修复、末端酶、与宿主生理活动相关的基因等。噬藻体S-H35与已知的噬藻体进一步的基因比对结果并未显示出明显同源性。
聚球藻(Synechococcus)是海洋蓝细菌最主要的类群之一,也是超微型浮游生物中的优势组分,广布于世界各大洋,它们在海洋中丰度极高,在热带和温带海洋中的丰度通常在103~105个/mL。聚球藻能量转换迅速,在开放海域中的初级生产力可以达到总初级生产力的25%,是全球海洋中主要的初级生产者之一。此外,聚球藻是由2~4个单细胞组成的,具有结构简单、易于培养的特点,因此一直是研究病毒感染的理想宿主。
噬藻体(Cyanophage)是一类能够感染聚球藻、原绿球藻(Prochlorococcus)等蓝细菌的病毒,其基因组大小介于30~60 kb之间,直径一般在0.6~30 m之间。Safferman和Morris分离出第一株噬藻体“LPP”,它能够同时感染鞘丝藻(Lynbya)、席藻(Phormidium)和织线藻(Plevtonema)三种宿主。随后陆续有噬藻体纯株被分离,到目前为止,共有几百种不同的噬藻体被分离纯化,而海洋聚球藻病毒的研究开始于1990年,之后很多聚球藻病毒被分离和研究。
新的海洋噬藻体的发现,进一步丰富了海洋噬藻体库,并对进一步研究宿主-噬藻体之间的相互作用关系提供了实验基础。在本研究中,为海洋噬藻体基因库提供了新的基因组信息,并为维持海洋生态系统的稳定及防止藻类污染提供了新的线索。
1材料与方法
1.1材料
使用液体侵染法(原海水)分离噬藻体。
用于分离噬藻体S-H35的海水样品是采自中国北黄海海域H35站位(32?0N,122?2‘E)表层海水,采水量为1L。将水样经0.22 m的滤膜过滤两次,除去微微型生物及细菌,得到用于分离噬藻体的原海水;若病毒含量较低,用中型切向流将过滤后的海水浓缩100-1000倍,得到浓缩水样,置于4℃黑暗条件下保存待用。
1.2实验方法
1.2.1噬藻体的分离纯化
将原海水与处于对数生长期的聚球藻按照体积比1:9的比例混匀,置于25癈,1000 lux光照条件的智能光照培养箱中培养,1周左右可以观察到裂解现象。用双层平板法对噬藻体进行纯化,重复3次纯化实验,得到纯净噬藻体。
1.2.2噬藻体基因组的提取
液体侵染法富集病毒,用PEG浓缩法浓缩纯化病毒,用于后续实验研究(PEG浓缩病毒的方法参照Colombet等并加以改良)。
噬藻体基因组的提取方法具体参照Verheust等并加以改良。
1.2.3噬藻体的电镜观察
测定噬藻体的效价,当效价大于1010PFU/ml时,用移液器量取20 L的噬藻体样品加到铜网上,置于室温下15 min,加一滴2%的磷钨酸,染色10 min用于电镜观察。
1.2.4噬藻体的一步生长曲线
(1)将噬藻体与其宿主按照0.01的比例混合均匀。
(2)将加入噬藻体的聚球藻置于25℃,1000 lux持续光照的环境中培养,加入后即开始计时。
(3)在0 h、4 h、6 h、8 h、10 h、12 h時分别取样,并用25%的戊二醛进行固定。每个样品都设置三个平行样,分别测定后采用平均值。
(4)用微生物生长曲线分析仪测定噬藻体的具体数值,以感染时间为横坐标,以感染体系中的噬藻体不同时间的浓度为纵坐标,绘制噬藻体的生长曲线,通过计算得出噬藻体的潜伏期、裂解期和裂解量。
1.2.5噬藻体的宿主专一性鉴定
用JYS Red、TB、RCC2673、RCC753、RCC556、RCC2535、RCC307、TE4、CCMP1333、SW、WH8109、TB3 winter、TB2 winter、TB1 winter、KSHK01C、Prasce syn、YOKATA BAY、b3、WH7803、WH8102、MW01、MW02、MW03、LTW Red1、LTW Red2、MW15、SC7、b23、LTW Green、PSHK05、KSHK03、PSHK01、KSHK05共33株聚球藻进行宿主专一性鉴定。
1.2.6噬藻体的基因组测序
对浓缩纯化后的噬藻体高通量测序得到原始图像数据文件,经CASAVA碱基识别(Base Calling)分析转化为原始测序序列(Sequenced Reads),对测序数据进行过滤处理,去除包含Adapter的序列及低质量数据,得到的Clean Data用于后续分析。采用双端测序的方法,对基因组样品进行污染检测后进行基因组拼接,采用SPAdes软件进行序列拼接,得到原始Scaffold。基因组注释使用进行编码基因的预测,所采用的软件是GeneMarkS(http://topaz.gatech.edu/)。
相关新闻推荐
3、高密度发酵的过程中乙酸抑制重组大肠杆菌生长及外源基因的表达——材料与方法