近日，中国科学院海洋研究所宋金明、袁华茂研究团队发现近海沉积物抗性基因（ARGs）与氮、硫等物质循环基因存在密切关联，这为探明ARGs对环境物质循环过程的生态影响提供了新的科学依据，相关成果以“Antibiotic resistance genes (ARGs) in microorganisms and their indications for the nitrogen/sulfur cycle in the East China Sea sediments”为题在环境与生态期刊Journal of Hazardous Materials（中国科学院1区，IF=12.2）发表。
抗生素抗性基因（ARGs）作为全球公共卫生焦点之一的一种新污染物而备受关注，其在沉积物-水界面的迁移扩散及其生态环境影响已成为全球环境领域的研究热点。我国近海环境因高强度人类活动与陆源污染物输入，正面临日益严峻的ARGs污染压力。然而，现有研究多聚焦于区域性ARGs分布调查，对其在复杂近海系统中的传播机制、驱动因素及生态效应仍缺乏系统性认知。
该研究基于高通量测序和PICRUSt2分析结果，阐明了东海沉积物中ARGs的分布模式和微生物的群落特征及其相互关系，明确了ARGs的关键驱动因素，在此基础上，探析了ARGs对潜在的微生物代谢途径、物质循环过程及相关功能基因的生态影响。结果表明，ARGs存在纬度分异特征，温度、intI1、微生物群落构成和丰度是磺胺类和喹诺酮类ARGs的主要驱动因子，而四环素类和大环内酯类ARGs则更多受微生物α多样性指数和亚硝酸盐浓度调控。东海沉积物中ARGs的宿主细菌群体具有多样性和复杂性的显著特征，ARGs在不同宿主细菌中的流动性及其生态效应存在差异。研究揭示了ARGs和intI1与氮硫循环功能基因的协同变化特征，表明耐药菌可能通过intI1介导基因转移影响物质循环，推测耐药菌通过调控氮硫循环基因可能加剧近海生态失衡。该研究首次揭示了ARGs对东海沉积物中微生物代谢通路的影响，特别是ARGs与氮、硫等物质循环基因存在密切关联。这为ARGs对环境物质循环过程的生态影响提供了新的科学依据。
中国科学院海洋研究所博士生温丽联为论文第一作者，戴佳佳副研究员和宋金明研究员为论文通讯作者。研究得到了中国科学院特别研究助理资助项目和山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室基金等项目的支持。
论文信息：
Wen L.L.,Dai J.J*.,Song J.M*.,Ma J.,Li X.G.,Yuan H.M.,Duan L.Q.,Wang Q.D. 2025. Antibiotic resistance genes (ARGs) in microorganisms and their indications for the nitrogen/sulfur cycle in the East China Sea sediments. Journal of Hazardous Materials,488: 137280. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.137280
