基于16S rDNA测序的巢湖流域水体粪便污染溯源

排入地表水中的动物粪便会带来一系列生态与公共卫生问题,快速准确鉴别污染来源对于源头控制与污染治理具有重要意义。基于细菌群落的微生物溯源技术(Community-based microbial source tracking)以及高通量DNA测序技术(Nextgeneration sequencing,NGS),对污染源中微生物和环境样本中的微生物群落进行比较分析,进而对水体中粪便污染来源进行预测。本文利用16S rDNA测序,系统分析与比较了巢湖流域水体、沉积物样本与广泛的潜在污染源(包括村庄与养猪场污水,野生水鸟粪便,人类与家禽、家畜粪便)的细菌群落组成,同时,利用基于机器学习的溯源软件FEAST与Sourcetracker,对水体、沉积物样本的潜在污染源进行了预测。结果表明:水体与沉积物样本的微生物多样性显著高于粪便样本,其中巢湖水体与河流沉积物样本具有最高的物种多样性,同时样本中也存在大量未分类物种。变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes)广泛分布于所有样本中。溯源分析结果表明,村庄排污口与污水处理厂排污口样本是河水样本最主要的污染来源,沉积物与湖水样本则预测存在猪场排污水与野生水鸟粪便的污染,所有样本未检测到来自人粪与鸡粪的污染。

基于宏基因组学分析安徽地区畜禽粪便微生物耐药性特征

目的为深入了解在食用动物生产过程中滥用抗生素,迫使肠道共生细菌成为微生物耐药性(antimicrobial resistance,AMR)重要宿主之一的现象,本研究利用宏基因组学针对食用动物的肠道细菌AMR进行分析。方法利用宏基因组学技术对安徽地区猪和鸡粪便中的AMR及可移动遗传元件进行定量和表征,并且在核心抗性基因亚型水平上研究猪和鸡共生细菌群落的耐药性特征。结果从抗性基因(antimicrobial resistance gene,ARG)的丰度和多样性来看,鸡肠道共生菌中ARG的多样性和检出率高于猪,而猪肠道共生菌中ARG总丰度高于鸡。大环内酯―林可酰胺―链菌素类抗性基因和四环素抗性基因是所有样本中含量最高的2种ARG,研究也检测到了世界范围内流行的ARG,包括optrA、qnrS、lsaE和tem等,同时,一些可移动遗传元件,包括噬菌体、质粒和插入序列也显示出与ARG存在一定相关性,这揭示了ARG的水平转移潜力。此外,食物链动物的抗性组和微生物组之间在统计学上也被证明存在正相关性。宿主溯源分析表明,在鸡样本中的拟杆菌和大肠埃希菌被检测出含有大量ARG,而在猪的样本中被检测出含有丰富ARG的为瘤胃球菌和罗氏菌。结论本研究通过对猪和鸡共生细菌群落中AMR的调查统计,证实肠道微生物群是ARG的重要宿主及传播途径之一,为评价食用动物安全性及后续泛耐药基因数据库的构建提供科学依据,对公共健康具有重要意义。