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黃桿菌為一種非發(fā)酵革蘭氏陰性桿菌，廣泛分布于各類低溫環(huán)境中，在耐冷高活性酶的開發(fā)及天然色素提取中有所應(yīng)用；本屬許多菌株為條件致病菌，尤其對冷水魚類的生長和繁殖影響較大。而黃桿菌噬菌體主要以黃桿菌屬的細(xì)菌為宿主，大多能夠適應(yīng)低溫環(huán)境，并在調(diào)控該屬微生物的種群結(jié)構(gòu)及對黃桿菌引起的魚類疾病的防治中作用顯著，是該環(huán)境中調(diào)節(jié)生態(tài)平衡最重要的生物調(diào)節(jié)因子之一。目前關(guān)于黃桿菌噬菌體的報道已有不少，但它們多分離自海洋、極地、污水等環(huán)境，且全部為雙鏈DNA噬菌體，主要是長尾噬菌體科(Siphoviridae)、短尾噬菌體科(Podoviri原dae)和肌尾噬菌體科(Myoviridae)。對高原冰川黃桿菌噬菌體的研究尚未見報道。
明永冰川是全球著名的低緯度、低海拔冰川，氣候垂直變化明顯，前期對該地區(qū)低溫可培養(yǎng)細(xì)菌多樣性分析表明黃桿菌屬和假單胞菌屬為該環(huán)境中的主要細(xì)菌類群，但對該環(huán)境中低溫黃桿菌噬菌體的分離與研究尚屬首次。
從明永冰川地區(qū)分離到的3株低溫噬菌體在形態(tài)上與目前已報道的大多數(shù)黃桿菌低溫噬菌體差異顯著(表2)。雖然噬菌體MYSP03、MYSP08與分離自冷水魚養(yǎng)殖場中黃桿菌噬菌體PFpW一8、Fpv一7，F(xiàn)pv一9在形態(tài)上具有一定的相似性，都屬長尾噬菌體科，但其頭部直徑和尾部長度差異明顯。MYSP03頭部直徑最大，尾管長度最長；MYSP08頭部大小與其他幾株無明顯差異，都在6O～70nm之間，尾管長度與Fpv一9相似，但遠(yuǎn)大于PFpW一8，是分離自北冰洋的黃桿菌噬菌體11b尾管的2倍；噬菌體MYTP08與MYSP08可特異性地感染同一宿主，但其形態(tài)卻明顯不同，MYTP08只有清晰的衣殼結(jié)構(gòu)，直徑約58nm，從形態(tài)學(xué)上將其歸為復(fù)層噬菌體科，至今未發(fā)現(xiàn)具有相似結(jié)構(gòu)的黃桿菌低溫噬菌體的報道。
在熱穩(wěn)定性方面，噬菌體MYSP03、MYSP08和MYTP08均對熱較敏感，完全符合低溫噬菌體的熱不穩(wěn)定特點(diǎn)。感染復(fù)數(shù)是噬菌體本身一個非常重要的生物學(xué)特征，雖然3株噬菌體來源地接近，宿主也為同屬微生物，但它們的最佳感染復(fù)數(shù)卻明顯不同。MYSP03感染能力較強(qiáng)，最佳感染復(fù)數(shù)為0.1；MYSP08和MYTP08雖能感染同一宿主，但它們的最佳感染復(fù)數(shù)卻不同，MYTP08為1，而MYSO08為1O。推測不同噬菌體的最佳感染復(fù)數(shù)可能與其最適溫度無關(guān)，主要是受其形態(tài)結(jié)構(gòu)、表型特征及所感染宿主菌不同的影響。
MYSP08和MYTP08在同一條件下對宿主的感染能力相差了10倍，造成這一差異的原因仍有待進(jìn)一步研究。
表2不同黃桿菌低溫噬菌特征比較
各種噬菌體都具有獨(dú)特的一步生長曲線，分離自冷水魚養(yǎng)殖場中的短尾噬菌體科的嗜冷黃桿菌噬菌體FpV一2的潛伏期為270min，裂解量約38；長尾噬菌體科的FpV一7的潛伏期為360min，裂解量約7；肌尾噬菌體科的FDV一19的潛伏期為240min，裂解量為51。與這些已報道的黃桿菌低溫噬菌體相比，本次分離到的3株低溫噬菌體感染宿主菌的潛伏期分別為65min、60min和90min，裂解期為70min、40min和30min，均比已報道的低溫噬菌體擁有更短的潛伏期和裂解期。從裂解量來看，復(fù)層噬菌體科的噬菌體MYTP08，潛伏期最長，但裂解量卻能達(dá)到137。因這些噬菌體分屬不同的科，因此我們推斷噬菌體的一步生長特征可能與其形態(tài)關(guān)系不太緊密，而主要取決于其宿主和生存的環(huán)境。明永冰川地區(qū)分離的3株噬菌體尤其是MYTP08是一株在低溫下具有高涪l生的可培養(yǎng)烈性噬菌體，對其進(jìn)一步研究無疑對探究生物的低溫適應(yīng)性是一個非常難得的材料。
低溫噬菌體是當(dāng)今生命科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)之一，目前對于冰川這類獨(dú)特環(huán)境中低溫噬菌體的了解非常有限，關(guān)于它們的宿主特異性、表型、遺傳多樣性、生理特征及其他的一些特性更是知之甚少。本次分離自明永冰川地區(qū)的3株噬菌體雖然都是以低溫黃桿菌為宿主，但其生物學(xué)特征明顯不同。對這3株黃桿菌低溫噬菌體的基因組進(jìn)一步測序，并與目前唯一完成基因組測序的黃桿菌低溫噬菌體1lb比較，將有助于我們進(jìn)一步探索不同地理環(huán)境下相同噬菌體類型在基因組成上的差異，發(fā)現(xiàn)新基因，為深入研究低溫微生物嗜冷機(jī)制及生物進(jìn)化打下基礎(chǔ)。
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