噬菌体是细菌的病毒，在抗细菌感染方面有广阔的应用前景，尤其是在细菌耐药性对人类构成严峻挑战的大背景下，对噬菌体的研究与应用成为近年来人们高度关注的领域。本书是一部系统介绍噬菌体基础理论、应用进展及经典操作技术的专著，共分为3篇40章：第一篇为基础理论篇，主要介绍噬菌体的形态结构、复制与生活周期、生理学特征等内容；第二篇为实践应用篇，主要介绍噬菌体在各领域的应用进展与前景；第三篇为操作技术篇，旨在为读者提供可行的实验操作方案。本书可作为临床医学、预防医学、医学检验、兽医学、国境检疫、农业种植、食品卫生、畜牧养殖、水产养殖、工业发酵以及分子生物学等领域教学人员与科研人员的参考用书。

第一篇基础理论篇
1噬菌体的研究史及展望02
第一节噬菌体的发现02
第二节噬菌体研究对生命科学的历史贡献05
第三节噬菌体的应用与展望08
2噬菌体的形态结构与繁殖15
第一节宿主细菌结构和生理15
第二节噬菌体的形态与结构17
第三节噬菌体的繁殖21
第四节溶原与假溶原47
3噬菌体的分类与命名51
第一节病毒分类和命名的一般规则51
第二节ICTV发布的噬菌体分类和命名52
第三节新分离噬菌体的命名和分类53
4噬菌体相关的数学问题55
第一节噬菌体计数56
第二节噬菌体与细菌比57
第三节噬菌体吸附60
第四节噬菌体群体生长62
5噬菌体复制的基因调控65
第一节噬菌体吸附宿主菌的分子基础与调控66
第二节噬菌体基因组进入宿主菌的策略68
第三节噬菌体裂解溶原的调控机制70
第四节噬菌体溶原状态的维持与前噬菌体诱导74
第五节噬菌体基因组的复制与调控76
第六节基于转录终止与抗终止的噬菌体基因调控78
第七节子代噬菌体的组装、成熟与释放调控78
第八节噬菌体裂解宿主菌的机制79
第九节细菌和噬菌体之间的交互调控81
6噬菌体调控宿主代谢的机制84
第一节噬菌体编码蛋白抑制细菌分裂84
第二节噬菌体编码蛋白抑制细菌DNA复制87
第三节噬菌体编码蛋白抑制细菌转录91
第四节噬菌体编码蛋白影响RNA降解95
第五节噬菌体影响宿主的翻译过程97
第六节噬菌体基因编码抑制细菌CRISPR-Cas系统98
第七节噬菌体编码蛋白影响细菌代谢100
7噬菌体生态学103
第一节自然界中噬菌体的生态分布103
第二节裂解性噬菌体的生态功能108
第三节溶原性噬菌体的生态功能112
第四节环境因子对噬菌体与宿主相互作用的影响及其机制114
8人体噬菌体组119
第一节人体噬菌体组的研究方法与挑战119
第二节人体噬菌体组结构特征123
第三节人体中噬菌体组与细菌组及与人体的相互作用126
第四节特定疾病状态下噬菌体组组成特征127
9噬菌体进化生物学131
第一节进化的内因与外因132
第二节噬菌体的进化133
第三节噬菌体细菌共进化138
10噬菌体与细菌致病性144
第一节噬菌体编码细菌外毒素144
第二节噬菌体编码其他细菌毒力相关蛋白150
第三节噬菌体介导细菌抗生素抗性基因转移154
第四节噬菌体影响细菌致病性155
11噬菌体与哺乳动物的相互作用163
第一节噬菌体在哺乳动物机体中的分布163
第二节治疗用噬菌体在哺乳动物体内的过程167
第三节噬菌体引发的机体固有免疫应答170
第四节噬菌体引发机体产生的适应性免疫应答173
第五节基于药代动力学的噬菌体工程化改造175
12细菌对噬菌体的免疫机制177
第一节抑制噬菌体吸附178
第二节阻断噬菌体核酸注入180
第三节降解噬菌体核酸181
第四节介导噬菌体的流产感染187
第二篇实践应用篇
13CRISPR-Cas系统在基因组编辑中的应用196
第一节CRISPR-Cas系统的背景介绍196
第二节抗CRISPR蛋白及其作用机制199
第三节CRISPR-Cas9系统在基因组编辑中的应用201
第四节CRISPR-Cas系统在病原微生物检测中的应用205
14噬菌体与合成生物学207
第一节噬菌体对合成生物学的贡献207
第二节人工噬菌体合成与改造技术209
第三节人工合成噬菌体的应用212
15噬菌体治疗在人类疾病中的应用216
第一节噬菌体治疗的历史216
第二节噬菌体治疗的现状221
第三节噬菌体临床应用的产业化发展228
第四节噬菌体临床应用的瓶颈和方向230
16噬菌体基因编码产物的抗细菌感染作用235
第一节噬菌体裂解细菌的分子基础——裂解系统235
第二节噬菌体裂解酶236
第三节与裂解相关的其他噬菌体编码蛋白249
第四节噬菌体解聚酶252
第五节尾突蛋白255
17噬菌体在生物检测中的应用257
第一节利用基因工程噬菌体直接或间接显现荧光信号257
第二节利用噬菌体形成肉眼可见的单克隆噬斑260
第三节利用与噬菌体组装的材料间接呈现样品信号262
第四节扩增噬菌体基因组的特异条带264
第五节细菌的噬菌体分型266
18噬菌体在食品安全中的应用268
第一节食品安全中的重要威胁269
第二节噬菌体在食源性病原菌中的应用271
第三节噬菌体在不同食品中的应用274
第四节食品行业商品化噬菌体制剂研发现状278
第五节噬菌体在食品生物防控中的隐患及建议280
19噬菌体在畜禽细菌感染防治中的应用283
第一节噬菌体防治动物细菌感染的早期研究283
第二节噬菌体防治动物感染的近期研究284
第三节动物养殖领域限抗与噬菌体应用前景292
20噬菌体在水产养殖中的应用296
第一节水体中的噬菌体296
第二节水产养殖中的细菌性疾病防控现状297
第三节噬菌体在水产养殖中的应用300
第四节噬菌体在水产养殖业的应用途径及现状310
21噬菌体在土壤环境修复中的应用313
第一节用噬菌体疗法灭活土壤环境系统中的致病菌313
第二节噬菌体技术修复重金属污染317
第三节噬菌体对土壤生态环境系统的影响319
22噬菌体在疾病防控中的应用323
第一节院内感染的严重性亟待解决323
第二节噬菌体生存的环境条件325
第三节应用噬菌体杀菌的必要条件327
第四节噬菌体在疾病防控上的应用330
第五节气雾式噬菌体环境清洁剂的实战经验334
23噬菌体与发酵工业338
第一节噬菌体对工业化发酵的危害338
第二节控制噬菌体污染的方法与策略345
第三节用噬菌体控制发酵罐中的细菌污染357
24噬菌体载体及其应用364
第一节基于丝状噬菌体的载体364
第二节噬菌粒载体367
第三节λ噬菌体载体370
第四节噬菌体P1克隆系统373
第五节噬菌体表达载体377
第六节噬菌体作为分子治疗载体378
25噬菌体展示技术及其应用380
第一节噬菌体展示技术原理及特点380
第二节噬菌体展示技术的应用390
第三篇操作技术篇
26噬菌体分离和纯化398
第一节从天然环境中分离纯化噬菌体398
第二节噬菌体储备液的制备、纯化和贮存405
第三节噬菌体的保存409
第四节特定噬菌体的分离案例410
27噬菌体生物学性质测定425
第一节噬菌体计数425
第二节噬菌体宿主谱的测定434
第三节噬菌体成斑效率的测定435
第四节噬菌体吸附性质测定437
第五节噬菌体一步生长曲线的测定441
28噬菌体电子显微镜技术446
第一节电子显微镜在噬菌体研究中的应用446
第二节噬菌体形态学的透射电子显微镜技术447
第三节观察噬菌体感染周期的超薄切片技术451
29噬菌体冷冻电子显微镜技术455
第一节冷冻电镜技术原理及发展455
第二节冷冻电镜三维重构方法460
第三节冷冻电镜在噬菌体研究中的应用及实例466
30噬菌体基因组测序与分析472
第一节噬菌体基因组提取及纯化472
第二节噬菌体基因组测定476
第三节基因组文库构建及测序478
第四节测序数据分析483
31从噬菌体单噬斑扩增噬菌体基因组与测序486
第一节噬菌体分离纯化487
第二节噬菌体全基因组扩增489
第三节噬菌体全基因组测序499
32噬菌体基因组序列的注释504
第一节全基因组BLAST比对504
第二节基因组末端鉴定505
第三节基因鉴定510
第四节系统发育树的构建515
第五节结构域鉴定525
33噬菌体基因组的数据挖掘及可视化527
第一节从宏基因组数据中识别噬菌体序列528
第二节噬菌体的比较基因组分析547
第三节噬菌体基因组数据的可视化561
34噬菌体基因组核酸碱基修饰的鉴定572
第一节初步判断噬菌体基因组是否含修饰碱基573
第二节噬菌体修饰碱基的分离分析技术576
第三节应用第三代测序技术检测噬菌体修饰碱基580
35噬菌体/宿主相互作用研究技术587
第一节噬菌体受体结合蛋白的鉴定587
第二节噬菌体展示研究蛋白质-蛋白质相互作用590
第三节噬菌体的转导能力测试594
第四节细菌转座子文库的构建与应用596
36噬菌体与宿主菌的转录组学分析600
第一节概述600
第二节噬菌体与宿主菌转录组分析的样本制备602
第三节噬菌体细菌相互作用的基因组芯片转录组分析604
第四节噬菌体细菌相互作用的RNA-seq转录组分析605
37噬菌体遗传改造技术616
第一节裂解性噬菌体遗传操作技术617
第二节溶原性噬菌体遗传操作技术625
38噬菌体结构蛋白研究方法627
第一节噬菌体结构蛋白的SDS-PAGE分析627
第二节噬菌体结构蛋白的质谱分析634
39噬菌体治疗制剂制备方法640
第一节噬菌体治疗制剂制备的共性原则——GMP生产要素640
第二节噬菌体制剂中内毒素的去除和检测方法645
第三节微囊化噬菌体制剂的制备方法647
第四节注意事项653
40噬菌体注册监管法规要求与产品安全生产654
第一节国际噬菌体产品的市场准入规定654
第二节噬菌体产品的质量安全及相关工艺667