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1、多价噬菌体分离筛选及靶向灭活土壤病原菌的应用研究*2017年度江苏省环保科研课重点项目（2017005）、2017年江苏省农业科技自主创新资金项（CX(17)3047）、中国科学院青年创新促进会（2018350）、国家自然科学基金面上项目（41771350）资助赵远超1,2，叶茂2†通讯作者，E-mail：yemao@issas.ac.cn作者简介：赵远超（1993-）男黑龙江省齐齐哈尔市硕士研究生主要从事噬菌体分离纯化、定向进化及农业噬菌体疗法在致病细菌污染土壤中的靶向灭活研究E-mail:2016103027@njau.edu.cn收稿日期：年-
2、月-日；收到修改稿日期：，夏冰3，焦文涛4，冯彦房5，都瑞军6，杜道林6，张忠云2，黄丹2，孙明明1，武俊1，胡锋1，蒋新2，杜良成7（1南京农业大学资源与环境科学学院，土壤生态实验室，南京 210095）（2中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)，南京210008）（3安徽省环境科学研究院，合肥230022）（4中国科学院生态环境研究中心，城市与区域生态国家重点实验室，北京100085）（5江苏省农业科学院农业资源与环境研究所，南京210014）（6江苏大学环境安全工程学院，环境生态研究所，镇江，212013）（7Neb
3、raska大学-Lincoln校区，化学系，美国，68588）摘 要农田土壤中残留和滋生多种病原菌会对人体健康和生态环境带来显著的安全隐患，开展针对性的生物修复研究十分迫切。噬菌体疗法靶向灭活土壤中病原菌的技术为修复此类污染土壤提供了全新途径。本研究以南京城郊某奶牛场牛粪堆积池周边，粪肠杆菌和假单胞菌复合污染农田土壤为例，首先筛选和纯化获得两株专一型噬菌体（YSZ1和YSZ5），再人为加速其宿主谱的表达过程，获得对应的多价噬菌体（YSZ1R和YSZ5K），并进行生物学特性（形态、核酸、最佳感染复数、一步生长曲线等）鉴定，发现：在水相和污染土壤中不同噬
4、菌体对于同步灭活病原菌的能力依次是YSZ5K＞YSZ1R＞YSZ5＞YSZ1，并且施用多价噬菌体疗法有助于维护和改善修复后土壤微生物生态功能多样性与稳定性。本研究结果可为噬菌体疗法靶向灭活土壤中多种病原菌提供切实可行的修复技术。关键词 病原菌；土壤；噬菌体疗法；靶向灭活中图分类号 S154.1 文献标识码 A 由于我国现阶段畜禽粪便安全化处理技术或环境管理仍存在一定的不足或缺失，许多城郊畜牧业养殖厂周边的农田土壤常成为残留和滋生人畜共患病原菌的高风险热点区域，13严重影响人体健康和环境安全[[1]Zhu J C,
5、Zhang Z Q, Fan Z M, et al. Biogas Potential, Cropland Load and Total Amount Control of Animal Manure in China[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2014, 33(3): 435-44]。因而，针对病原菌污染农田土壤，开展必要的生物修复技术研究十分迫切。噬菌体疗法（Phage Therapy）为修复上述污染土壤提供了一种全新途径。细菌噬菌体（简称噬菌体）是一类较为专属捕食活体宿主细菌而存活的生物体
6、，在土壤、水、空气乃至人/动物体表或肠道内均广泛分布了大量噬菌体，据估算其总量达到1031数量级[[2]Sharon I, Morowitz M J, Thomas B C, et al. Time series community genomics analysis reveals rapid shifts in bacterial species, strains, and phage during infant gut colonization[J]. Genome Research, 2013, 23(1):111-120]。噬菌体疗法是指通
7、过分离、筛选、纯化和富集宿主病原菌的专属噬菌体之后，向污染土壤中添加特定噬菌体菌液，定向侵染灭活病原菌的修复方式[[3]Alves, Diana R. Development and characterisation of a responsive polyvalent bacterio-phagetherapeutic[D].CityofBath,DEPARTMENTOFCHEMISTRYUNIVERSITYOFBATH,2015-][[4]Bhattacharjee A S, Choi J, Motlagh A M. Bacteriophage
8、therapy for membrane biofoul-ing in membrane bioreacto
