目的:嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)的致病范围十分广泛,耐药现象日益普遍,危害鱼类、家畜和人类健康,有必要分离、鉴定烈性A.hydrophila噬菌体.方法:以A.hydrophila Ah2为指示菌,用双层平板法从污水中分离获得烈性噬菌体Yyong.对其进行了电镜观察、宿主范围检测、一步生长试验、全基因组测序、基因注释和系统进化分析.结果:Yyong呈肌尾病毒样,头部直径为(83±2)nm,尾部长度为(115±5)nm.基因组全长165 663 bp,G+C含量为40.90％,含有16个tRNA基因和242个开放阅读框(ORF),含有诸多辅助代谢基因(AMGs),主要涉及DNA合成和抗氧化应激.有2个ORF分别被预测为编码毒素-抗毒素(toxin-antitoxin,TA)防御系统的毒素(PAAR重复蛋白)和抗毒素DarG,这有利于Yyong在细菌细胞内生存.有3个ORF分别被预测为编码σ因子、抗σ70蛋白和σ70诱饵,这些因子可能修饰RNA聚合酶使之优先识别噬菌体基因的启动子区域.在系统进化树中,与Yyong进化距离最小的病毒是Tulanevirus属的气单胞菌噬菌体.Yyong与它们间分享的最高平均核苷酸一致性(ANI)值和DNA分子杂交(isDDH)值分别是94.51％和53.30％,均小于定义一个种的边界值,与它们间分享的最大成对序列相似度值(PASC值)和基因组间相似度(VIRIDIC)值分别是90.51％和90.20％,均大于属的边界值;Tulanevirus属与Straboviridae科的另一个属Biquartavirus聚成一个枝簇(clade),它们共享的核心基因(core genes)占比为68.53％,符合国际病毒分类委员会(ICTV)关于建立一个亚科的标准(27％～79％).结论:Yyong是一个新种,属于Tulanevirus属.建议在Straboviridae科下建立一个新亚科以包含Tulanevirus属和Biquartavirus属.Yyong携带数量和种类多样的AMGs和tRNA基因,使其有效地控制宿主细菌,高效合成噬菌体自身核酸和蛋白质.一些AMGs具有良好开发潜力.丰富了噬菌体基因数据库与噬菌体分类系统,为噬菌体功能基因研究和噬菌体研发奠定了基础.

mazG基因广泛存在于细菌和病毒中,其功能大多数未知,仅在大肠杆菌中的功能被证实.为揭示纳帕海高原湿地mazG遗传多样性,本研究于纳帕海高原湿地采集旱季泥炭土样品,提取总的基因组,以特异性引物对其mazG基因进行扩增,得到不同的mazG有效序列共39条,并与其它细菌及病毒进行系统发育分析和PCoA分析.通过研究得知,纳帕海高原湿地的部分mazG基因和其它细菌及病毒的mazG序列相接近,其余mazG序列的遗传距离较远,推测其可能为纳帕海高原湿地独有的类群.

目的 探索mazG基因参与调控mazEF毒素-抗毒素系统(TAs)介导的细菌生长抑制与程序性死亡的分子机制,明确MazG蛋白真正的生理功能.方法 以大肠杆菌MC4100为原型,通过relA基因的回复突变,获得relA野生型的菌株MC4200.通过同源重组的方法,构建大肠杆菌mazG、mazEF、mazEFG基因敲除菌株,测试mazG基因在不同基因背景菌株中过表达对细菌存活率的影响;通过rifampicin、H2O2及serine hydroxamate(SHT)等胁迫条件处理细菌,研究mazG及mazEFG操纵子缺失菌株的生长曲线与存活率;克隆大肠杆菌mazG基因,构建诱导型过表达质粒pET28a-mazG及突变体pET28a-mazG E38A,在BL21菌株中表达纯化MazG蛋白,通过酶学实验验证了MazG蛋白的去磷酸酶活性;测试突变体过表达对细菌存活率的影响.结果 mazG过表达对大肠杆菌MC4200的生长无显著影响,但对mazEFG基因敲除株具有显著抑制作用;MazG的细胞毒性依赖于其NTP-PPase酶活性;mazEF的存在会显著抑制mazG的表型;mazEF/mazG/mazEFG敲除不影响大肠杆菌正常环境下的生长曲线;在胁迫条件下,mazG敲除菌株的存活率与mazEFG的敲除菌株基本一致,显著高于野生型.结论 mazG基因参与mazEF诱导的细菌程序性死亡调控,并对细菌的生长抑制具有重要作用.本研究为TAs的研究提供了新的角度,有助于进一步理解TAs在细菌生长与死亡调节中的作用机制.