不同施肥类型对蔬菜地土壤抗生素抗性基因和细菌群落结构的影响

农田土壤生态系统是抗生素抗性基因(ARGs)的源与汇,畜禽粪便施用是土壤中ARGs的重要来源。畜禽粪便在蔬菜地土壤中的大量施用,加剧了蔬菜地土壤ARGs的污染,对人类健康造成潜在危害。本文采集了河北省不同施肥类型(施用鲜鸡粪、鲜羊粪、鲜牛粪、商品有机肥以及单施化肥)的蔬菜地表层土壤(0~20cm)样品,采用定量PCR技术和高通量测序技术对蔬菜地土壤ARGs和细菌群落结构开展了研究,旨在探究不同施肥类型蔬菜地土壤中ARGs的分布特征及其影响因素。结果表明,不同施肥类型蔬菜地土壤中均检测到较高丰度的四环素类ARGs(tetA、tetC、tetG、tetL、tetO、tetM、tetW、tetQ)、磺胺类ARGs(sul1、sul2)以及Ⅰ类整合酶基因(intI1),9其中所有施肥处理土壤中磺胺类ARGs总绝对丰度高达9.96×10 copies∙g^(-1)(干土),且显著高于四环素类ARGs总丰9度[1.07×10 copies∙g^(-1)(干土)]。畜禽粪肥和化肥的施用都显著增加了土壤中ARGs丰度,其中高化肥施加量土壤中9 ARGs检出丰度最高[6.34×10 copies∙g^(-1)(干土)],8商品有机肥土壤中ARGs检出丰度最低[3.09×10 copies∙g^(-1)(干土)]。施畜禽粪肥土壤中细菌群落的Shannon指数和Chao1指数显著高于高化肥施加量土壤,但与低化肥施加量土壤差异不显著,说明畜禽粪肥施用显著提高了土壤细菌群落的α多样性。Pearson相关性分析结果表明,细菌群落结构是影响ARGs分布的重要因素。IntI1基因与sul2、tetG、tetQ以及tetW基因呈显著正相关(P<0.05),说明intI1基因在ARGs的传播和扩散中也起着重要作用。本研究结果表明高化肥施用量能显著增加蔬菜地土壤ARGs的丰度,商品有机肥的施用对土壤ARGs丰度影响最小。本研究为评估不同施肥类型蔬菜地土壤中ARGs的污染现状提供了相应的数据参考。

华东地区某饮用水源地中磺胺类抗性基因的分布特征

饮用水源中检测到的抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)对饮用水质安全和人体健康产生的潜在威胁受到广泛关注.在掌握了华东地区某饮用水源地13种磺胺类抗生素的污染特征基础上,进一步采用定性PCR和荧光定量PCR解析该饮用水源水和底泥中磺胺类ARGs(sul1、sul2)以及抗性基因可转移元件Ⅰ型整合酶基因(int I1)的分布特征.结果表明,3种基因在该饮用水源水和底泥中均100%检出,sul1基因是该饮用水源地中检出含量最高的磺胺类ARGs,在水源水中含量范围为1.5×104~6.4×105copies·mL^(-1),底泥中则高达1.6×108copies·g^(-1),较sul2、int I1基因分别高0.6~2.2、0.5~1.9个数量级.sul1、sul2和int I1基因在该水源地入水口和出水口处的绝对含量无显著差别,而在底泥中sul1、sul2和int I1基因的绝对含量则是出水口高于入水口.sul1在夏季水源地出水口的检出含量最高,为6.4×105copies·mL^(-1);int I1基因在冬季的检出含量高于其他季节.sul1基因与13种磺胺类抗生素具有相关性(r=0.69,P<0.05),其中与磺胺甲唑的含量显著相关(r=0.79,P<0.01);int I1与sul1、sul2的相对含量之间也存在正相关关系(r为0.80和0.73,P<0.05),这表明int I1在磺胺类ARGs的水平转移过程中起到了重要作用.本研究为典型饮用水源地中ARGs的污染现状提供基础数据,也为管控饮用水环境的抗性基因污染和制定管理决策提供依据.