水稻是世界第二大糧食作物，在我國糧食生產中占據重要地位，細菌病害是制約水稻種植的主要因素。水稻白葉枯病(bacterial leaf blight of rice，BLB)是影響水稻產量最嚴重的三大細菌性病害之一，又稱過火風、白葉瘟。水稻白葉枯病分布廣泛，于1884年在日本發現，之后在包括中國、泰國、印度尼西亞等亞洲以及大洋洲、美洲、非洲等水稻種植地區均有發現。黃單胞菌是一種革蘭氏陰性菌，它具有2個致病變種，其中水稻黃單胞菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae，Xoo)是引起水稻白葉枯病的病原菌。水稻白葉枯病主要危害葉片，一般先從葉尖或葉緣開始侵入，在葉片上形成黃綠或暗綠色斑點，繼而擴展為水漬狀短條斑，再變成灰白色，最后呈干枯脫水狀。該病若發生在抽穗期，則會導致水稻粒重減少，結實率下降，使水稻減產10%~30%，嚴重時甚至減產50%以上，給我國糧食安全造成巨大威脅。水稻白葉枯病的防治一般分為農業防治、化學防治、生物防治等。化學防治是防治病蟲害最經濟有效的措施。20世紀80年代主要使用葉枯唑等化學藥劑來防治水稻白葉枯病，由于長期連續使用，其藥效明顯下降，已于2016年11月停用。目前國內登記在冊用于防治白葉枯病的藥劑僅有噻唑類化合物。此外常見的Cu2+殺菌劑和抗生素等也具有藥效差、植物毒性高和容易產生耐藥性等缺點。因此化學藥劑防治效果欠佳，公眾迫切需要尋找一種有效的殺菌劑以應對水稻白葉枯病。噬菌體憑借其宿主特異性、安全高效等優勢逐漸成為了新型抗菌劑的研究熱點之一。
噬菌體是一種能夠侵染細菌的病毒，廣泛存在于各個地方，是地球上最豐富的生物體。根據生活史不同，噬菌體分為溫和噬菌體和烈性噬菌體。烈性噬菌體通過吸附、侵入、增殖、裝配和裂解5個階段殺滅病原菌。相較于抗生素，烈性噬菌體具有宿主特異性、不影響其他微生物群落正常生長、安全高效等優勢，被認為是一種綠色天然的抗生素替代物。1919年，?aczek等發現噬菌體并利用其成功治愈了痢疾，噬菌體療法開始萌芽并迅速得到發展;然而隨著20世紀40年代抗生素的發明，噬菌體研究陷入了停滯。直至21世紀初，抗生素過度使用導致多重耐藥細菌的出現，世界公共衛生安全受到威脅，噬菌體才重新得到關注。近年來，噬菌體研究不斷深入發展，在農業、水產養殖、食品等領域均取得不少成果。使用噬菌體VPp1對感染副溶血性弧菌的牡蠣進行除菌，比工廠使用臭氧凈化效果更好;利用噬菌體以防御造成馬鈴薯軟腐病的歐文氏桿菌，能夠對馬鈴薯的貯藏起到保護作用。2006年，隨著首個噬菌體產品ListShield作為食品添加劑通過了美國食品和藥物管理局(FDA)的審批，至今已有多個噬菌體產品成功上市，可見噬菌體在防控細菌感染方面表現出了巨大應用潛力。
目前關于使用噬菌體防治白葉枯病的報道較少。劉錦將從土壤中分離得到黃單胞菌噬菌體Xoo_sp13、Xoo_sp14、Xoo_sp15制成雞尾酒制劑，能使水稻中PXO99A菌株下降2個數量級。Liu等分離得到的2株廣譜噬菌體pXoo2106和pXoo2107單獨或組合使用均可有效抑制Xoo在體外的生長。Jain等研究表明，噬菌體vB_XooS_NR08在水稻盆栽試驗中，添加噬菌體減少了90.23%和79.27%的白葉枯病菌。Jiang等報道，黃單胞菌噬菌體J2、J3和E混合使用能有效降低64.30%的白葉枯病害指數。Ogunyemi等在接種黃單胞菌前后給水稻噴施噬菌體X3均能顯著降低白葉枯病發病率，且其用于種子消毒也非常有效。為豐富黃單胞噬菌體資源庫，本研究使用黃單胞菌Xoo 2068作為宿主，從稻蝦田水中分離得到一株能裂解水稻黃單胞菌的噬菌體，并對其全基因組、生物學特性和體外抑菌能力等進行相關研究，以期為噬菌體應用于防治水稻白葉枯病提供參考。
1材料與方法
1.1試驗材料
1.1.1菌株及樣品來源
本研究所使用的17株白葉枯病菌(表1)由廣東省農業科學院植物保護研究所提供。在廣東省廣州市南沙區大崗鎮下坦村水稻種植基地的稻蝦田中采集水樣5 L用于噬菌體分離。
表1噬菌體HDB2的宿主譜
+: 噬菌體能感染該菌株, -: 噬菌體不能感染該菌株。“+”表示噬菌斑大小在5 mm以下, “++”表示噬菌斑大小在5~8 mm之間, “+++”表示噬菌斑大小在8~10 mm之間, “+++++”表示噬菌斑大小大于10 mm。
1.1.2主要試劑
營養肉湯(nutrient broth)培養基、營養瓊脂(nutrient agar)培養基、技術瓊脂、牛肉膏提取物，購于廣東環凱微生物科技有限公司;硫酸鎂、氯化鈉、氫氧化鈉、吐溫80、氯化鈣、三氯甲烷、異丙醇、異戊醇、無水乙醇，購于上海滬試化工有限公司;PEG-8000、SM Buffer、Tris飽和酚溶液、EcoR I、BamH I、Hind III、瓊脂糖、Gold View核酸染料、DNA Marker，購于生工生物工程(上海)股份有限公司;DNase I、RNase A、蛋白酶K、十二烷基硫酸鈉(SDS)、乙二胺四乙酸(EDTA)，購于廣州怡和生物科技有限公司;氯化銫購于國藥集團化學試劑有限公司。
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