《连续十次处理金霉素和环丙沙星研究土壤中抗生素抗性基因》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2019-07-31
  • 在温室农业土壤中长期使用有机肥料(OM)引起的抗生素污染对土壤环境产生潜在的不利影响。在实验室土壤条件下,连续十次施用含有金霉素(CTC)和/或环丙沙星(CIP)的有机肥料(OM),我们研究了土壤中CTC和CIP消散和累积特征、微生物污染引起的生态群落耐受性(PICT)的变化、以及土壤微生物组中抗生素抗性基因(ARGs)的多样性和丰度。CTC的消散速度很快,而CIP在反复处理的土壤中不断累积;而且,CIP可以抑制CTC的消散。同时,与第一次施肥相比,经过十次连续施肥,针对CTC和/或CIP引起的生态群落耐受性(PICT)增长了15倍。随着施肥频次的不断增加,经过元基因组和定量聚合酶链反应分析发现,四环素抗性基因tetA(G)、tetX2、tetX、tetG、tetA(33)、tetA、tetW和tetA(P),氟喹诺酮耐药基因qnrA6和多重抗性基因组mexF的丰度存在显着上升趋势。研究结果表明,重复施用CTC和/或CIP可以改变消散率、增加CTC和/或CIP引起的生态群落耐受性(PICT),并逐步增加抗生素抗性基因(ARGs)的丰度。

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    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:季雪婧
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    • 抗生素抗性基因(ARG)的传播已经引起严肃的关注,因为其对公共健康有潜在风险。在农业中使用非常规水资源(如再生水或猪场废水)来缓解地下水短缺可能会导致ARG在土壤中积累。添加生物碳已被证明是减轻粪肥修复土壤中ARG污染的有效方法。然而,生物炭对于反复灌溉非常规水资源的土壤-植物系统中的ARGs的作用尚不清楚。在再生水或猪场废水灌溉中,为了研究在60天培养期间,土壤-植物系统中典型ARGs(tet和sul基因)的变化,本文对生物炭修正的土壤中的玉米植物进行根瘤菌实验,并且ARGs具有48个(测定)×108(样品)阵列高通量qPCR的特征。只有猪场废水灌溉显着增加了根际和非根际土壤和根内生菌的ARGs丰度。经过30天的培养,由于添加了生物炭,土壤中ARGs的丰度显着降低。但是,到了第60天,补充生物炭的土壤中ARG的丰度显着高于对照土壤。检测并分析抗生素、生物可利用的重金属、营养素、细菌群落和移动基因元件(MGE),以发现影响ARGs动力学的因素。 ARGs的行为与抗生素有关,但与生物可利用的重金属无关。 ARGs与有效磷的相关性强于总磷的ARGs。 MGEs与ARG具有良好的关系,而MGEs的变化对ARGs在土壤和根系样品中的变异贡献最大。总之,本研究提供了在农业活动中,潜在选择使用生物炭的见解。
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    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2020-03-02
    • 堆肥是处理牲畜粪便的一种常见方式,期间接种木质纤维素降解微生物可以提高堆肥的质量。本研究在将猪粪与蘑菇渣底物联合堆肥过程中接种两种水平的木质纤维素降解微生物(未接种的对照= 0%和T处理= 10%),来研究对抗生素抗性基因(ARGs)和细菌群落的影响。与对照组相比,接种木质纤维素降解微生物导致6/11的抗生素抗性基因(ARGs)和3/4可动遗传因子的下降幅度更大。联合堆肥后,对照组中抗生素抗性基因(ARGs)的总相对丰度增加了0.23 logs,但是在T处理组中减少了0.08 logs。细菌群落的聚集与两种处理的堆肥时间相关,接种主要在中温阶段影响细菌群落。冗余分析和网络分析表明,细菌群落的消长对抗生素抗性基因(ARGs)的变异具有重要影响。接种木质纤维素降解微生物导致抗生素抗性基因(ARGs)的减少,这与抗生素抗性基因(ARGs)的潜在细菌宿主的丰度显著相关。综上所述,接种木质纤维素降解微生物可以降低抗生素抗性基因(ARGs)扩散风险,使堆肥更加安全。