抗生素抗性组学研究进展

抗生素抗性问题已成为当前国际上的研究热点之一.对抗生素抗性组学的内涵、研究意义及国内外研究进展进行了综述,并论述了宏基因组学技术在抗性组学研究方面的应用,这有助于促进国内开展相关方面的研究.     

水环境中抗生素和抗性基因污染特征及控制措施

 抗生素作为一类抗菌类药物被广泛用于医疗、农业和畜牧业等领域,因其使用量大并能诱导产生耐药菌株,对人类健康和生态环境造成巨大威胁。在梳理近年来地表水环境中抗生素相关研究的基础上,阐述了水环境中抗生素和抗性基因的污染来源和污染特征,分析了环境浓度水平下抗生素污染对人群和生态环境的影响,讨论了水环境中抗生素污染的控制措施及目前研究的主要问题,并对今后的研究进行了展望。     

不同物种源的150株肠球菌抗生素抗性分析

以来自人、狗、鸡、牛、猪五个物种源共150株肠球菌为试材,采用K-B法进行药敏实验,分析不同物种源粪便中的肠球菌对抗生素耐药情况的差异性。结果显示对红霉素的耐药率鸡源高达80%,而牛源仅为20%、对呋喃妥因的耐药率猪源和狗源分别为62.1%和3.4%、对环丙沙星鸡源耐药率为70%,而狗源并未出现耐药菌株;而对多重耐药分析后人源与狗源主要集中于2耐、3耐和4耐;牛源主要为2耐和4耐;猪源主要为3耐和4耐;鸡源的多重耐药情况复杂。表明不同物种源肠球菌的耐药情况具有差异性,为我国利用抗生素分析法识别粪便污染来源提供理论依据。     

水产养殖生物和养殖环境细菌鉴定及抗生素抗性基因检测

抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)作为一种新型环境污染物,极大地限制了我国水产养殖业的发展.采用改进的煮沸法,设计快速提取DNA的方法,鉴定194株水产养殖生物和养殖环境中革兰氏阴性菌和阳性菌.选取其中的139株细菌,采用PCR方法研究氟氯霉素抗性基因(floR)、2种磺胺类抗性基因(sul1、sul2)、链霉素抗性基因(str)及甲氧苄啶抗性基因(dfrA20)的存在情况.结果表明,鉴定的194株菌株属于62种不同种属,主要以赖氨酸芽孢杆菌、副溶血性弧菌、中间气单胞菌、嗜水气单胞菌、温和气单胞菌、蜡样芽孢杆菌、弗氏柠檬酸杆菌、金黄杆菌、假交替单胞菌、霍乱弧菌为主.139株细菌中floR、sul1、sul2、str、dfrA20检测结果呈阳性的分别占11.51％、20.86％、12.23％、10.07％、2.88％,表明水产养殖生物和养殖环境中存在不同程度的抗生素污染.     

污水中红霉素抗性菌的特性

针对抗生素过度使用对生态环境和人类健康造成潜在威胁的问题,采用微生物的分离培养方法和PCR检测方法,对北方某污水处理厂中各个处理单元中红霉素残留浓度、抗性菌、抗性基因的特性进行了详实的研究。研究结果显示,在污水中检测到红霉素浓度22.8 ~ 86.9 μg·L-1,在去除率为55.4% ~ 66.3%。进水、出水中残留的红霉素抗性菌的浓度分别在6.9 ~ 8.4 × 105、 2.8 ~ 4.5 × 105 CFU·mL-1。单一红霉素抗性菌比例为45.0%,双重抗生素抗性菌株的比例40.84%,三重抗生素抗性菌株的比例14.16%。抗性菌对6种抗生素抗性也表现出不同的抗性。抗生素抗性基因中浓度在2.3 ~ 9.5 log (copies·L-1)。1株单一抗性菌未检测到ere A、ere B、mef A/mef E和erm B;三重抗性菌中,4 株未能检测到tet Q,3 株未能检测到Sul 2。研究结果表明污水中红霉素残留量高、红霉素抗性菌具有多重抗生素抗性,对抗性基因的演变产生具有重要影响,与抗性菌抗性存在相应的关系。     

南水北调中线工程水源区抗生素抗性基因多样性研究

为了研究丹江口水库和汉江抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes, ARGs)的污染现状与分布规律, 采用高通量测序的方法, 于2014年春季和秋季分别对丹江口水库及汉江沿程的ARGs多样性进行检测。分别在春秋两季样本中检测出21和19类ARGs, 其中9类ARGs是水体ARGs的主要组成部分。杆菌肽类ARGs是水体中最主要的ARGs, 而β-内酰胺类ARGs在春季丹江口水库陶岔采样点中占比最高。秋季水体各采样点的ARGs组成结构差异比春季小, 通过NMDS和ANOSIM分析发现ARGs的组成存在显著的季节差异, 甲氧苄氨嘧啶类、多粘菌素类和多重耐药类ARGs是具有显著季节差异的ARGs种类。由相关性分析发现13类具有互相显著强相关关系的ARGs, 其中相关性最强的ARGs很可能共存于一种微生物中。此外, 四环素类和氨基糖苷类ARGs可能作为预测水源区中与其共存ARGs相对丰度的指示种类。研究结果可为饮用水源区的水质保护和ARGs 污染防治与管理提供科学依据。     

球形芽孢杆菌Bs-8093对抗生素的抗性

考察了球形芽孢杆菌Bs-8093对氯霉素、氨苄青霉素、红霉素、卡那霉素、利福平、四环素、链霉素、庆大霉素、麦迪霉素、核糖霉素和叠氮钠的自然抗性，结果表明球形芽孢杆菌Bs-8093菌株对高浓度的链霉索、叠氮钠和低浓度的氯霉索有抗性，对其它考查的抗生索都敏感。     

珠江口水体中重金属含量及其生态风险评价

研究以珠江的8个入海口为采样点,通过测定珠江口水体中重金属含量,对海洋生态风险进行评价.研究结果表明,重金属离子浓度大小顺序为Zn>Se>Ni>Cr>As>Cu>Pb>Cd,大部分重金属浓度均达到海水一类标准且低于国内外大部分流域.Pearson相关性分析和主成分分析结果表明重金属的来源有两个方面.Cr-Ni,Cr-Se,Ni-Cu,Ni-Se,4组重金属元素表现出较强的相关性,其污染源相近.此外,本研究采用商值法和物种敏感性分布法(SSD)分析了珠江河口水域的生态风险,结果表明除了个别河口处于中度生态风险,其他均处于低生态风险.拟合物种敏感性曲线结果表明珠江河口水域8种重金属的PAF值均小于5％,联合生态风险(msPAF)处于低水平.     

具抗菌活性海洋细菌的筛选与系统发育分析

以革兰氏阴性大肠杆菌(E.coliJM103)和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌(S.aureus CMCC26001)为指示菌,测定了87株渤海海洋细菌的抑菌能力,发现18株细菌能够不同程度地抑制指示菌的生长,其中菌株A49不仅能够同时抑制2种指示菌的生长,而且表现出了很强的抑菌能力,100μL发酵上清液产生的抑菌圈分别为20.7,19.0 mm.通过形态特征、生化特性和16S rDNA序列分析认为,该菌株属于芽孢杆菌属的一个新种,命名为Bacil-lus baohainese sp. nov.     

医院环境下的耐抗生素细菌流行病模型分析

讨论了由G.W ebb等人建立的医院环境下耐抗生素的细菌流行病模型,得到了该模型的两个基本再生数的表达式、边界平衡点和正平衡点的存在性条件以及边界平衡点的稳定性条件.     

不同产地雪莲花中重金属含量分析

雪莲花是一种名贵的藏药,也是青藏高原最受国内外游客青睐的土特产之一。雪莲花作为一种药用植物,其中有毒有害的重金属含量也是广大消费者关注的问题之一,更是该药材出口销售的绿色标准指标之一。本研究采用ICP-MS和氢化发生—AFS法,对西藏拉萨市场内来自西藏、青海和新疆3个产地的雪莲花样品进行了重金属含量分析。结果表明：①3个产地中西藏雪莲花重金属含量较高,青海次之,新疆最低;②雪莲花药材重金属含量由高到低的顺序为：Cr〉As〉Pb〉Cd〉Hg,按照《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》,重金属As超标较明显。     

牡蛎共生细菌的分离、鉴定及次级代谢产物生物活性研究

对日照海域野生牡蛎共生细菌进行分离鉴定,研究其次级代谢产物的生物活性.采用常规平板分离方法对牡蛎共生细菌进行分离、培养并进行分子生物学鉴定;采用改良Ellman法和DPPH自由基清除法对共生菌的次级代谢产物进行抑制乙酰胆碱酯酶(AChE)和抗氧化活性筛选.结果表明,从日照海域野生牡蛎中共分离得到62株共生细菌,其中,4株属于孤菌属,6株属于芽孢杆菌属,4株为鲁杰式菌属,3株为黄杆菌属,3株为交替单胞菌属,1株为嗜热脂肪芽孢杆菌属,其余均为交替假单胞菌属。共生细菌中对AChE具有较强抑制活性的有13株,尤其是菌株HYML-1-11和HYML-1-62,抑制AChE的IC_(50)值分别为5.01和4.53μg·mL~(-1);具有一定抗氧化活性的有22株,其中HYML-1-6、HYML-1-11、HYML-1-18、HYML-1-24、HYML-1-39、HYML-1-47和HYML-1-62号菌株的次级代谢产物(5μg·mL~(-1))对DPPH自由基的清除率均达40%以上.     

应用微生物发光法检测水体中的砷、镉、铬污染

采用细菌发光抑制实验,研究水体中As3+、Cd2+、Cr6+3种重金属的单一毒性和联合毒性.研究发现,在一定剂量范围内,As3+、Cd2+、Cr6+浓度与相对发光强度呈负相关;根据处理液对细菌发光强度的抑制效应,3种重金属的毒性大小依次为As3+>Cr6+>Cd2+,2种或3种重金属的联合毒性明显大于单一毒性,表现为相加或协同作用.研究结果表明,在一定浓度范围内,细菌发光强度的变化与重金属浓度具有剂量-效应关系,可利用发光细菌对水体重金属污染进行监测.     

胶州湾李村河口沉积物重金属污染特征研究

为了解胶州湾的重金属污染历史，在李村河口取了两个沉积物柱状样，并分层测定了Cu、Zn、Pb、Cd、As、Sb、Bi、Hg等重金属的含量．结果表明，相对于沉积区背景值，重金属含量偏高，已造成轻度污染．沉积物年代分析结果显示，自20世纪80年代中期以来，沉积物重金属含量逐渐增大，污染有加重的趋势．     

大气降尘中重金属元素及铅同位素分析

针对重金属污染溯源问题,以某工业区为例,用测定大气降尘中重金属浓度与同位素比值的方法探寻污染来源及污染传播途径。通过采集当地大气降尘、土壤背景、植物、矿石和煤渣样品,进行重金属元素含量和铅同位素比值分析。结果表明:大气降尘中重金属Pb、Zn、As、Cu含量远大于土壤背景值,且相关性明显、空间分布相似;沿河沟方向Pb、Zn含量与距冶炼厂距离呈负相关,推测重金属污染与冶炼厂有关;而As含量在电厂附近略有增高,认为电厂对重金属As有一定贡献,为复合型污染;同位素分析显示,冶炼厂煤渣、淬水渣样品与大气降尘样品铅同位素组成相似,表明降尘中重金属铅主要来源于冶炼厂,电厂对降尘中铅元素积累影响不大;大气降尘与植物样品铅同位素组成相当,大气降尘中重金属对工业区周边小麦污染的贡献率为89%~92%。     

深海抗锰细菌的分离鉴定

从太平洋深海底泥样品中富集、筛选得到50株锰抗性细菌, 16S rDNA鉴定结果表明这50株细菌中含有40株芽孢杆菌、3株短杆菌、1株短状杆菌、1株考克氏菌、4株副球菌和1株食烷菌.50株中80%是芽孢杆菌,有6个种.90%以上为革兰氏阳性菌.短小芽孢杆菌(B. pumilus)Mn12对Mn2 的耐受能力最好,最高的Mn2 耐受浓度是130 mmol/L.该菌在28℃以200 r/min培养24 h后,能去除含锰(Ⅱ)10 mmol/L培养基中90%的锰(Ⅱ)(锰含量由高碘酸盐分光光度法测定).而Mn59在同样条件下,可耐受30 mmol/L锰(Ⅱ),可去除99%的锰(Ⅱ),具有抗性高、去除率高、速度快的优点,具有极大的应用前景.