楊紅武，張 勝，符昌武，黃曉藝，黎 萍，鐘 杰*

青枯雷爾氏菌噬菌體的研究與應(yīng)用進(jìn)展

楊紅武1，張 勝2，符昌武3，黃曉藝4，黎 萍5，鐘 杰5*

（1. 湖南省煙草公司，湖南 長沙 410004；2. 湖南省煙草公司湘西自治州公司，湖南 吉首 416000；3. 湖南省煙草公司張家界市公司，湖南 張家界 427000；4. 湘西土家族苗族自治州植保種子工作站，湖南 吉首 416000；5. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，湖南 長沙 410125）

青枯雷爾氏菌() 引起的煙草等茄科作物青枯病，是一種世界性重大細(xì)菌病害，危害嚴(yán)重且防治困難。利用“噬菌體療法”防治細(xì)菌性病害是近年來生物防治研究的熱點(diǎn)。由于近年來抗藥性和超級細(xì)菌的出現(xiàn)，噬菌體作為病害控制的新方法重新受到重視。綜述了噬菌體的發(fā)現(xiàn)歷程、青枯雷爾氏菌噬菌體發(fā)現(xiàn)與分類、挖掘利用，并討論了噬菌體應(yīng)用中的問題及發(fā)展方向。

青枯雷爾氏菌；青枯??；噬菌體；生物防治

由植物土傳細(xì)菌性病原菌青枯雷爾氏菌（）引起的青枯病是茄科作物（番茄、馬鈴薯、辣椒、茄子等）上的一種毀滅性病害，嚴(yán)重影響中國乃至全國各地?zé)煵葑魑锏姆N植和生產(chǎn)[1-2]。該病菌在煙草和各類茄科作物中都可引起植株死亡，是目前研究最深入的植物致病菌之一。茄科作物青枯病可從植物根部或莖基部侵入植株導(dǎo)管系統(tǒng)，通過增殖和一系列生化活動堵塞或損壞寄主維管束輸導(dǎo)組織，導(dǎo)致植株失水枯萎，引起植株發(fā)病。該病害起初于1880年被發(fā)現(xiàn)于美國北卡羅來納州格蘭維爾[3]，故在當(dāng)時被廣泛稱之為格蘭維爾凋萎病，在中國俗稱為“煙瘟”、“半邊瘋”。1940年前后，青枯病在美國和印度尼西亞等地為害最為嚴(yán)重[4]。目前該病廣泛分布于全世界范圍的熱帶、亞熱帶和一些溫暖地區(qū)，在我國南方的廣東、湖南、福建、貴州及四川等地發(fā)生嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅著我國旱地?zé)煵莸钠焚|(zhì)和安全生產(chǎn)[5]。目前國內(nèi)外學(xué)者從化學(xué)、生物和農(nóng)業(yè)等方面進(jìn)行該病的防治研究，其中以培育抗病品種和化學(xué)藥劑防治為主。但是病原菌生理與致病力分化嚴(yán)重，抗性品種單一，品種抗性容易喪失且在不同種植區(qū)域會有差異[6-7]。此外，化學(xué)防治對青枯病的防治效果不穩(wěn)定[8]，且長期大量的化學(xué)藥劑施用也容易產(chǎn)生抗藥性，引起藥效下降，藥劑用量增加不但增加成本而且污染環(huán)境，不利于煙草生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。

無論制定何種綜合防治措施來控制細(xì)菌性病害，采取一個有效和環(huán)境友好的控制措施是十分必要的。目前，通過生物抑制劑（內(nèi)生菌和根際微生物）進(jìn)行生物防治被認(rèn)為是降低細(xì)菌性病害發(fā)病率的替代措施[9-10]。由于生物防治具有高效、無毒、無殘留和低成本等特點(diǎn)，是一種具備良好發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景的防治手段。目前生物防治主要是通過篩選和利用拮抗微生物及無致病力青枯菌菌株。拮抗微生物主要包括拮抗細(xì)菌（spp.，spp.和spp.等）、拮抗內(nèi)生菌、拮抗放線菌、拮抗真菌（木霉、青霉和拮抗菌根真菌）等[8]。這些生物抑制劑以固氮、抗菌化合物、植物生長促進(jìn)劑和誘導(dǎo)植物免疫抗性等形式為宿主植物帶來了廣譜效益[11-13]。目前為止，雖然有一系列的生防資源被挖掘，但是大規(guī)模用于田間防青枯病的仍然較少，主要是由于防效不穩(wěn)定、生防微生物的擴(kuò)散定殖能力弱、易受田間環(huán)境影響等因素。近年來，“噬菌體療法”作為一種新型的、有效的細(xì)菌病害防治方式受到越來越多的關(guān)注[14]。

1 噬菌體的發(fā)現(xiàn)與利用

環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)的目標(biāo)是最大限度地減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的影響，為不斷增長的人口提供安全的食品[15-17]。第二次世界大戰(zhàn)之后，抗生素已被納入畜牧業(yè)和用于控制植物病原物[18-22]，但抗生素的濫用會造成耐藥性等問題，而噬菌體作為一種環(huán)境友好型植物疫苗代替抗生素的使用取得了重要的進(jìn)展，其被廣泛用于治療人類疾病、畜牧業(yè)和抑制植物細(xì)菌病原體。噬菌體是一類專性侵染細(xì)菌的病毒，在環(huán)境中普遍存在。根據(jù)噬菌體在侵染宿主過程中是否將自身DNA整合到細(xì)菌基因組上的差異，噬菌體可分為烈性噬菌體（lytic phage）和溫和噬菌體（temperate phage）兩大類。烈性噬菌體也稱為毒性噬菌體，可將自身基因組注入到宿主菌體內(nèi)進(jìn)行編碼和復(fù)制，組裝成子代噬菌體后將宿主裂解。溫和噬菌體侵入宿主細(xì)胞后將自身基因組與宿主菌基因組整合，并隨細(xì)菌分裂傳至子代細(xì)菌基因組，但不引起細(xì)菌裂解死亡[23]。噬菌體最早于1915和1917年被發(fā)現(xiàn)，研究發(fā)現(xiàn)病原細(xì)菌的培養(yǎng)物可以被某種無菌濾液溶解至澄清，將澄清液過濾后加到同樣新鮮的病原菌培養(yǎng)液中還能觀察到相同的現(xiàn)象，從而發(fā)現(xiàn)了噬菌體[24]。隨后噬菌體被嘗試用來治療細(xì)菌性病害。如在1919年，d’Herelle利用噬菌體治療細(xì)菌性痢疾；1921年，Brunoghe等[25]利用噬菌體治療金黃色葡萄球菌和炭疽桿菌感染；在1932年噬菌體被用來治療印度爆發(fā)的霍亂[26]。除此之外，噬菌體也被認(rèn)為是一種植物細(xì)菌性病害的防治因子被用于植物細(xì)菌性病害的防治[27]。噬菌體最開始被發(fā)現(xiàn)能抑制植物細(xì)菌性病害，是有研究者從罹患病的白菜中分離獲得的濾液可抑制由油菜黃單胞菌引起的白菜莖腐病[28]。后來，Kotila等[29]研究證明噬菌體可抑制歐文氏菌從而防止馬鈴薯軟腐病的發(fā)生。在1934年，Massey[30]提出噬菌體是田間棉花細(xì)菌性枯萎病發(fā)生嚴(yán)重程度的主要限制因子。第一次有記錄的田間試驗(yàn)發(fā)生在1935年，當(dāng)時將噬菌體對種子進(jìn)行預(yù)處理，減少了玉米枯萎病的發(fā)生。Thomas[31]利用從罹患玉米細(xì)菌性枯萎病的植株中分離的噬菌體處理感染病原細(xì)菌的玉米種子，病害發(fā)生率從18%下降到1.4%。雖然早期研究認(rèn)為噬菌體用于細(xì)菌性病害治療非常具有潛力，但是噬菌體治療并不認(rèn)為是一種控制植物細(xì)菌病害的有效手段。究其原因是噬菌體的寄主范圍較窄，對施用環(huán)境存在局限性，加上抗生素的發(fā)現(xiàn)和高效使用使得研究者對噬菌體的研究利用逐漸降低。

由于抗生素的過度使用、基因的水平轉(zhuǎn)移和超級細(xì)菌的出現(xiàn)，抗生素的耐藥性問題引起了嚴(yán)重的全球健康問題。近年來利用毒性噬菌體控制細(xì)菌性病害重新受到了重視。噬菌體可以專一地感染敏感宿主，被當(dāng)做傳統(tǒng)藥物療法的替代品，已被用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、食品、人類醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)細(xì)菌性病害防治等領(lǐng)域，如利用噬菌體療法在波蘭成功治療了幾種人類細(xì)菌性疾病[32]。在前蘇聯(lián)，格魯吉亞等國家已有基于噬菌體治療的用于不同皮膚和腸道疾病治療的商品化醫(yī)療產(chǎn)品[33]。為了避免形成抗性以及針對不同種類的病原細(xì)菌，研究者發(fā)明了具有不同受體特異性的噬菌體合劑，稱為“雞尾酒療法”，可以抑制大范圍的細(xì)菌感染[34]。由于一系列的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)噬菌體具有較好的療效，噬菌體制劑的開發(fā)重新成為了細(xì)菌病害防治的熱點(diǎn)，關(guān)于噬菌體的使用也得到了一些機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。如自2007年，比利時的醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)可將噬菌體應(yīng)用于治療由綠膿桿菌和金黃色葡萄球菌引起的燒傷感染[35]，美國的食品藥品監(jiān)督管理局也批準(zhǔn)了將李斯特菌噬菌體作為備用食物的添加劑來控制單核細(xì)胞增生[36]。在丹麥，世界衛(wèi)生組織（WHO）沙門氏菌噬菌體分型協(xié)作中心（健康保護(hù)局（HPA））所描述的噬菌體分型已被用于監(jiān)測腸炎鏈球菌和鼠傷寒沙門氏菌[37]。

自20世紀(jì)90年代以來，噬菌體在植物細(xì)菌性病害防治中越來越受到重視和關(guān)注。人們發(fā)現(xiàn)噬菌體對多種植物細(xì)菌均具有防治作用。到目前為止，噬菌體生物防治已經(jīng)在包括，，，，pv.，，sp，pv.和等植物病原細(xì)菌上進(jìn)行了應(yīng)用[38]。2005年，噬菌體產(chǎn)品首次在美國環(huán)境保護(hù)局（environmental protection agency，EPA）注冊，該產(chǎn)品用于防治由野油菜黃單胞菌（）和丁香假單胞菌（）引起的番茄和辣椒的細(xì)菌斑點(diǎn)病。2011年，EPA擬批準(zhǔn)OmniLytics公司的生物農(nóng)藥AgriPhage CMM可用于防治番茄的潰瘍病。番茄潰瘍病通常由番茄細(xì)菌性潰瘍病菌（subsp.）亞種引起，可使用該菌的特異性噬菌體作為生物農(nóng)藥來對抗病原菌。2015年，美國德克薩斯農(nóng)工大學(xué)農(nóng)業(yè)生命研究中心的Mayukh Das博士團(tuán)隊(duì)，首次篩選出4種針對葉緣焦枯病菌（）的裂解性噬菌體（sano、salvo、prado和paz），并且應(yīng)用噬菌體雞尾酒療法（phage cocktailtherapy）成功防治了葡萄皮爾斯病。2020年，Ramírez等[39]研究發(fā)現(xiàn)噬菌體雞尾酒可作為治療香蕉枯萎病的生物控制劑，可有效防治香蕉和車前草由引起的“Moko病”。

總之，噬菌體對宿主細(xì)菌可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)裂解，靶向治療，具有特異性強(qiáng)、易分離、擴(kuò)增速度快、易生產(chǎn)和保存、有自我復(fù)制局限性、不易形成抗性等優(yōu)勢[14,24,36,38]，并且噬菌體已經(jīng)被提議用于一些重要植物病害的生物防治[36]，可見，噬菌體為細(xì)菌性病害防治提供了一個有效的途徑。

2 青枯雷爾氏菌噬菌體的篩選與分類

噬菌體在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有較高的特異性，因?yàn)槭删w不會對人體的健康菌群造成任何傷害[40]。噬菌體有2種類型：（1）寬范圍的光譜；（2）窄范圍的光譜。寬光譜范圍的噬菌體可以結(jié)合宿主細(xì)胞表面的多個受體位點(diǎn)（多價噬菌體），而光譜范圍狹窄的噬菌體只能結(jié)合特定的受體位點(diǎn)（單價噬菌體）。光譜范圍狹窄的噬菌體可以通過在噬菌體中存在的受體結(jié)合蛋白的點(diǎn)突變轉(zhuǎn)化為大范圍的噬菌體。同樣，寬光譜范圍的噬菌體也可以通過突變受體結(jié)合蛋白（RBPs）來限制在一個窄譜內(nèi)[41]。噬菌體主要由蛋白質(zhì)衣殼和核酸組成，根據(jù)外殼蛋白亞基的折疊組合，噬菌體具有不同的外殼形狀，如絲狀、球形、蝌蚪形等。核酸類型包括環(huán)狀或者絲狀的單鏈或者雙鏈 DNA和 RNA，主要分為4類：單鏈DNA類（ssDNA）、雙鏈DNA類（dsDNA）、單鏈RNA類（ssRNA）、雙鏈RNA類（dsRNA）。目前已報道的青枯雷爾氏菌噬菌體主要分為雙鏈DNA類型和單鏈DNA類型。依據(jù)形態(tài)主要?dú)w為肌尾噬菌體科、短尾噬菌體科、長尾噬菌體科，以及絲狀噬菌體科等類型。

近年來科學(xué)家研究出許多分離噬菌體的方法，它們都依賴于將環(huán)境樣本作為噬菌體分離的來源。主要原理是噬菌體大多在細(xì)菌宿主存在的地方被發(fā)現(xiàn)。例如，從漁場[42]中分離出抗感染魚類的嗜冷黃桿菌的噬菌體，從海洋沉積物中分離出溶解創(chuàng)傷弧菌噬菌體，其中富含活菌[43]。此外，還有僅從受感染的植物插枝[44-46]中分離出了溶解一種感染樹木的細(xì)菌的噬菌體。從牛糞便樣本[47-50]中分離出針對大腸桿菌（）O157：H7和沙門氏菌的噬菌體。青枯雷爾氏菌噬菌體一般從感染青枯病植株的根際土壤中篩選獲得[51]。先利用篩子去除土壤中雜物，加入無菌水后振蕩培養(yǎng)。離心收集濾液，過0.22 μm微孔濾膜后取不同濃度的土壤溶液滴加到青枯菌選擇性培養(yǎng)基中進(jìn)行涂布。挑取單個噬菌斑與其對應(yīng)的青枯菌共培養(yǎng)，將共培養(yǎng)液進(jìn)行離心，再過0.22 μm微孔濾膜，配制含菌平板并滴加不同梯度的噬菌體懸液，進(jìn)行噬菌斑的觀察。通過觀察噬菌斑的大小和形態(tài)初步篩選噬菌體，通過提取其核酸，進(jìn)行凝膠電泳后檢測其核酸形態(tài)，純化病毒粒子并用透射電鏡觀察病毒粒子形態(tài)。

3 青枯雷爾氏菌噬菌體的挖掘和應(yīng)用

烈性噬菌體能在敏感宿主菌內(nèi)快速增殖并使之裂解，也稱為毒性噬菌體，因此需要篩選針對特定細(xì)菌的毒性噬菌體用以細(xì)菌病害防治。目前已有部分噬菌體在引起作物青枯病的青枯雷爾氏菌中被報道[52]。Alvarez等[53-54]報道了利用青枯病菌噬菌體對煙草青枯病的防治效果，當(dāng)M4S菌株和感染該菌株的噬菌體一起施用時，可使發(fā)病率從對照的95.8%下降到14.5%。Fujiwara等[55]發(fā)現(xiàn)利用分離到的ΦRSA1、ΦRSB1和ΦRSL1噬菌體單獨(dú)和組合處理都能快速降低青枯菌的細(xì)胞密度。其中，ΦRSL1處理番茄幼苗對細(xì)菌的生長和運(yùn)動有明顯抑制作用。此外，該噬菌體具有較好的穩(wěn)定性，即使在37～50 ℃的高溫下，4個月后還能從處理過的植株和土壤中回收到有活性的噬菌體顆粒。Narulita等[56-57]發(fā)現(xiàn)短尾噬菌體J2和肌尾噬菌體ΦRSF1具有減少土壤中青枯菌數(shù)量減輕病害發(fā)生的作用。高苗等[58]分離到的一株青枯菌烈性噬菌體∈RS-1具有潛育周期短、裂解能力強(qiáng)、裂解持續(xù)時間長等特點(diǎn)，并具有適應(yīng)不同溫度和酸堿度環(huán)境的能力。Addy等[59]研究報道絲狀噬菌體φRSM3具有防治青枯雷爾氏菌引起的細(xì)菌枯萎病的能力，含有φRSM3的細(xì)胞侵染能增強(qiáng)寄主植物病程相關(guān)蛋白的表達(dá)，預(yù)處理的番茄可以免受毒性病原菌的侵染。最近，有研究首次報道從河水中分離到的噬菌體可以在自然條件下通過灌溉水有效防治由青枯雷爾氏菌引起的植物枯萎病。噬菌體可明顯降低環(huán)境水樣中病原細(xì)菌的含量以及植株上枯萎病的發(fā)生率，并具有在自然條件下比以往所有報道的生防噬菌體更長的持久活性[52]。這說明自然條件下利用噬菌體進(jìn)行生物防治可作為可持續(xù)綜合治理方法中的重要環(huán)節(jié)。蔡劉體等[34]從烤煙田土壤中分離純化到14個煙草青枯菌烈性噬菌體，其中的?PB2、?PB8、?PB33、?PB34和?PB35具有較寬的宿主譜，是青枯病防治潛在的生防因子。

除此之外，研究者還從青枯雷爾氏菌中篩選和發(fā)現(xiàn)了一些新的噬菌體，對其多樣性、基因組和生物學(xué)特性進(jìn)行了研究，為深入了解噬菌體的遺傳、進(jìn)化、寄生機(jī)制等提供了重要線索。Addy等[59]篩選到一株具有231 kbp基因組大小的巨型肌尾噬菌體ΦRSL1，并對其基因組結(jié)構(gòu)和編碼蛋白進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了該噬菌體特異的基因組序列和可能編碼的裂解細(xì)菌細(xì)胞壁的裂解酶。Addy等[60]發(fā)現(xiàn)絲狀噬菌體φRSS1的侵染能改變其寄主青枯雷爾氏菌的生理狀態(tài)和細(xì)胞行為，使寄主菌致病力增強(qiáng)。噬菌體具有寄主特異性的生物學(xué)特性使其可用于檢測寄主菌的存在與否。如具有較廣裂解譜的噬菌體M_DS1，可以較靈敏地檢測煙株和土壤中的青枯雷爾氏菌的存在[61]。

對青枯雷爾氏菌噬菌體進(jìn)行篩選發(fā)現(xiàn)該類菌株中含有豐富的噬菌體資源，通過篩選和利用噬菌體有望開發(fā)出可有效防治煙草青枯病的新技術(shù)體系。又由于不同的青枯菌具有不同的宿主譜，因此，為了推廣和運(yùn)用青枯菌噬菌體防治方法，需要篩選出對不同菌株專一地、裂解性能強(qiáng)的噬菌體資源。

4 噬菌體應(yīng)用研究中存在的問題和展望

隨著抗生素耐藥性威脅的逐漸增加，迫切需要新的抗菌化合物和尋找安全的替代品。噬菌體是一種細(xì)菌病毒，在研究、生物技術(shù)和治療方面都具有潛在的用途。噬菌體治療越來越被認(rèn)為是一種潛在的替代方案。噬菌體已被用作藥物和疫苗的載體，以及許多蛋白質(zhì)和抗體的顯示系統(tǒng)[62]。雖然噬菌體在青枯菌引起其它植物病害的防治中有過一系列的研究報道[39]，但是利用噬菌體防治青枯病目前還沒有大規(guī)模的推廣應(yīng)用，也沒有適合投入生產(chǎn)使用的制劑開發(fā)。在細(xì)菌宿主中噬菌體耐藥性的發(fā)展是噬菌體治療中的一個主要問題。就像細(xì)菌可能對抗生素產(chǎn)生耐藥性一樣，它們也可能通過多種機(jī)制對噬菌體產(chǎn)生耐藥性。另一方面是噬菌體的應(yīng)用還存在一些局限性：（1）噬菌體具有宿主特異性，對寄主高度專一。雖然這使噬菌體具有環(huán)境安全性，但是同時也使得其治療譜較窄，只能感染一種或少數(shù)幾種菌株，有時即使對同一種細(xì)菌的不同菌株也沒有裂解作用或者作用較弱。（2）噬菌體對環(huán)境適應(yīng)的局限性。有研究表明噬菌體傾向于感染同一塊土壤的細(xì)菌[31]，所以加大了大規(guī)模田間運(yùn)用噬菌體的難度。細(xì)菌的生理小種較多，且變異較大，當(dāng)細(xì)菌受體在與噬菌體識別與結(jié)合位點(diǎn)發(fā)生變異時可使細(xì)菌形成抗性。（3）噬菌體應(yīng)用易受到田間環(huán)境的影響。如土壤溫度、pH、直射陽光中的紫外線、土壤濕度等可降低田間土壤中噬菌體群體數(shù)量[24]，尤其是紫外線可引起噬菌體急劇減少。（4）噬菌體治療時的時間和劑量難以掌握，應(yīng)對不同的植物和耕作方式進(jìn)一步摸索。

雖然噬菌體應(yīng)用存在一些局限性，但是它具有比已知抗生素更明顯和特殊的優(yōu)勢。針對這些局限性，研究者進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)和開發(fā)。如由于噬菌體的特異性強(qiáng)，對寄主具有高度專化性，利用噬菌體防治細(xì)菌病害時應(yīng)用與菌株遺傳與致病型匹配的噬菌體，并篩選宿主譜寬的噬菌體，同時為了防止細(xì)菌對噬菌體產(chǎn)生耐藥性，采用的標(biāo)準(zhǔn)做法是使用一種多個噬菌體組合的混合物或稱為“雞尾酒”療法，其中可能包含噬菌體與宿主范圍狹窄、廣泛和由宿主范圍突變體組成的組合[63-66]，其不但可以提高應(yīng)用效果還能提高病原菌應(yīng)對噬菌體突變的能力[67]。為了提高噬菌體在田間的使用持續(xù)時間及提高噬菌體濃度，可以將噬菌體制成被包裹的保護(hù)性劑型并調(diào)節(jié)施用時間，如為了避免高日照可在早晚施用[24]。其次，除了傳統(tǒng)的噬菌體療法直接利用噬菌體殺死細(xì)菌細(xì)胞外，鑒于噬菌體裂解酶的廣譜且穩(wěn)定的裂解活性，可將其開發(fā)成殺菌制劑用于細(xì)菌性病害的防治。再次，噬菌體與寄主的識別和裂解機(jī)制一直是病毒與寄主互作研究的熱點(diǎn)。Yamada等[61]探究了噬菌體在菌群中長期保存的機(jī)制，發(fā)現(xiàn)粘液型細(xì)菌對多種裂解性噬菌體具有抗性，這為解決噬菌體如何在細(xì)菌群落中的維持提供了一個思路。通過解析噬菌體裂解機(jī)制篩選新型抗菌藥物靶標(biāo)將是基于噬菌體技術(shù)用于細(xì)菌病害治療的又一個方向[68-69]。此外，噬菌體可作為病害綜合防治措施中一個重要的組成部分，噬菌體與其它生防因子一起使用可獲得比單一噬菌體或生防材料更好的防治效果[70]。再者，隨著噬菌體特異的生物學(xué)與分子生物學(xué)特性以及噬菌體與宿主菌的相互作用關(guān)系的解析，對噬菌體進(jìn)行改造開發(fā)出高效、具有寬寄主譜的噬菌體成為一條可行的途徑[71-73]。Tetart等[74]通過重組合成嵌合尾絲噬菌體可改變宿主譜。Mahichi等[75]利用寬宿主譜的噬菌體IP008基因組中g(shù)37和g38基因與窄宿主譜T2噬菌體中基因替換，獲得重組噬菌體具有與IP008相同的寬宿主譜。

部分噬菌體在作用于病原細(xì)菌的同時，還具有重新調(diào)整根際土壤菌群結(jié)構(gòu)、增加群落多樣性和拮抗微生物豐度的能力[76-78]，而有益微生物的富集又進(jìn)一步增強(qiáng)了植物抵御病原菌侵染的能力。最近Wang等[79]報道了利用噬菌體組合來防治土傳青枯病的研究，并揭示噬菌體一方面通過自身精準(zhǔn)靶向地獵殺和致弱病原青枯菌，另一方面通過調(diào)控根際微生物群落結(jié)構(gòu)恢復(fù)有益微生物豐度來防治青枯病的微生態(tài)機(jī)制。眾所周知，根際是土壤微生物最活躍的區(qū)域之一，微生物之間及微生物與植物間存在復(fù)雜的互作，它們共同形成了植物的微生態(tài)環(huán)境。植物根際微生物根際互作的微環(huán)境在植物抗性、拮抗微生物利用及病害生物防治效果發(fā)揮中起著關(guān)鍵的作用。目前國內(nèi)外也有一系列關(guān)于根際微生物間互作以及微生物與植物互作調(diào)控植物抵御病害發(fā)生的報道[80-83]。此外，部分根部微生物還能跨界互作幫助植物抗病。如Hassani等[84]報道細(xì)菌通過影響真菌病原微生物群落結(jié)構(gòu)來維持微生物界間的平衡以保障植物健康。目前越來越多的研究集中于復(fù)雜群落中噬菌體和細(xì)菌的共進(jìn)化，需要更充分了解生物多樣性和非生物因素如何影響噬菌體細(xì)菌的生態(tài)和進(jìn)化動力學(xué)。此外，噬菌體和細(xì)菌群落可以對它們的真核宿主產(chǎn)生重大影響。利用噬菌體療法抵御病害以及通過噬菌體調(diào)節(jié)微生物群落，需要在包含生物和非生物復(fù)雜性的相關(guān)模型中研究噬菌體與細(xì)菌的相互作用，這會影響噬菌體治療和共進(jìn)化的結(jié)果。這些研究說明植物微生態(tài)對病害防治具有重要的調(diào)控作用，在研究噬菌體對靶標(biāo)病原菌作用的同時，探索其對微生態(tài)的調(diào)控，開發(fā)出以微生態(tài)調(diào)控為基礎(chǔ)的噬菌體生物防治新體系將是未來噬菌體利用的發(fā)展方向。

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Research and Application Progress ofPhage

YANG Hongwu1, ZHANG Sheng2, FU Changwu3, HUANG Xiaoyi4, LI Ping5, ZHONG Jie5*

（1. Hunan Tobacco Company, Changsha 410004, China; 2. Xiangxi Branch of Hunan Tobacco Company, Jishou, Hu’nan 416000, China; 3. Zhangjiajie Branch of Hunan Tobacco Company，Zhangjiajie, Hu’nan 427000, China; 4. Plant Protection Seed Workstation of Xiangxi Tujia and Miao Autonomous Prefecture, Jishou, Hu’nan 416000, China; 5. College of Plant Protection, Hunan Agricultural University, Changsha 410125, China）

Bacterial wilt ofcaused byis a major bacterial disease in the world, which is serious and difficult to control. The use of "phage therapy" to control bacterial diseases was a hot spot in biological control research in recent years. Due to the emergence of drug resistance and super-bacteria in recent years, bacteriophages had attracted more and more attention as a new method of disease control. This paper summarized the discovery process of bacteriophages, as well as the discovery, classification, exploitation and utilization ofbacteriophages, and discussed the problems and development direction in the application of bacteriophages.

; bacterial wilt; phage; biological control

S432.4+2

A

2095-3704（2022）03-0283-09

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10.3969/j.issn.2095-3704.2022.03.47

2022-08-15

中國煙草總公司湖南省公司科技項(xiàng)目(hn2020kj05)

楊紅武（1984—），男，博士生，主要從事煙草生理與煙草植保研究，184621210@qq.com；*通信作者：鐘杰，副教授，博士，wzzhtx@sina.com。