产气荚膜梭菌是畜禽和人类肠道的常在菌,其大量繁殖时产生多种致病毒素可以导致畜禽的感染严重危害畜牧业的发展。目前,通常采用饲料中添加抗生素的方法预防畜禽的产气荚膜梭菌病,但这种方式无疑会导致耐药菌株的形成以及肠道菌群紊乱,因此亟待寻找一种有效可靠的抗生素替代品。噬菌体能特异性感染和裂解产气荚膜梭菌而又不影响目标细菌之外的微生物,使天然微生物群落不受干扰,可以作为防控产气荚膜梭菌的抗生素替代品,但产气荚膜梭菌为厌氧菌,存在噬菌体分离相对困难、噬菌谱窄、抗性发展快和溶原化的问题,因此本研究根据产气荚膜梭菌流行特点,从环境中针对性地筛选特异性噬菌体,并对产气荚膜梭菌基因组中原噬菌体进行分析,为研发防控产气荚膜梭菌的噬菌体产品提供理论依据和新的研究思路。本研究以山东省兽医抗药性监测网(Varms)为依托,通过细菌分离培养、α毒素基因的检测和质谱分析等多种鉴定方法,从临床分离不同动物源的产气荚膜梭菌流行菌株,采用(α、β、ε、ι)毒素基因PCR鉴定毒素基因型,掌握目前产气荚膜梭菌流行特点。利用PHASTER网站注释细菌基因组原噬菌体序列和噬菌体特征,通过在线网站VFDB和CARD排查完整原噬菌体区域中可能存在的毒力基因和抗药性基因。将完整原噬菌体序列与NCBI数据库中的所有产气荚膜梭菌噬菌体进行同源性比对。基于流行菌株,通过全基因组测序对原噬菌体进行分析,并以分离的流行菌株为宿主菌,采用共培养的方法从粪便、污水与河流等环境样品中分离鉴定其特异性噬菌体。通过裂解谱试验筛选2株具有高裂解能力的噬菌体,利用双层琼脂平板法测定生物学特性,并对噬菌体功能预测和系统发育分析,进一步诠释噬菌体遗传背景。结果自山东、广西、河北三个省份的不同动物源的脏器、粪便等样品,分离鉴定产气荚膜梭菌76株:家禽源63株(分离率17.3%)、羊源3株(分离率50%)、水产动物源10株(分离率38.5%)。主要以C型56.5%(43/76)为主,其次是A型43.4%(33/76);仅从鸡的A型菌株检测到NetB毒素基因阳性;1株水产动物源分离株携带cpe毒素基因;所有分离株未检测到β2毒素基因。在产气荚膜梭菌基因组中发现整合有原噬菌体的区域和许多与噬菌体相关的编码基因,其中完整原噬菌体区域未检测到抗生素抗性基因和毒素基因。以分离株为宿主菌,通过共培养法从养殖场污水、粪便、屠宰场污水与河流中分离纯化到10株高效价的产气荚膜梭菌噬菌体,其中噬菌体CPYS4和CPYF3、CPJF7、CPH14、CPYS8呈现典型裂解性噬菌斑,其中CPYS48和CPYF1、CPRJF10、CPRYF11、CPYF4的噬菌斑周围具有晕圈的共同特性。通过裂解谱试验初步筛选2株具有高裂解率并能交叉裂解A、C型菌株的噬菌体CPYS4、CPYS48,2株噬菌体最适温度均为37℃左右,最适pH偏碱性;CPYS4裂解期较长,最佳感染复数为0.1,CPYS48最佳感染复数为1。CPYS4和CPYS48线性双链DNA基因组大小差异较大,噬菌体CPYS4基因组大约17491bp,平均G+C的含量约为28.23%,包含23个ORF,属于有尾病毒目,短尾病毒科。噬菌体CPYS48基因组大约51953bp,平均G+C的含量约为34.13%,包含78个ORF,属于有尾病毒目,肌尾病毒科。2株噬菌体的全基因组中均未发现编码毒素的基因、抗生素的抗药基因与溶原性相关的编码基因。通过系统发育关系和全基因组同源性分析,CPYS48是一株新发现的噬菌体。综上所述,本研究分离的产气荚膜梭菌以C型为主,其次为A型。仅从鸡的A型产气荚膜梭菌检测到NetB毒素基因,阳性率22%。针对分离菌株,本研究筛选了2株高裂解性、适应性好、相对安全的噬菌体,其中CPYS48是一株新发现的噬菌体,同时从产气荚膜梭菌的基因组中发现了可以诱导的原噬菌体,为噬菌体精准防控产气荚膜梭菌感染和噬菌体改造提供了依据和新思路。