环境中抗生素与抗性基因组的研究

正抗生素的发明与使用是人类医学史上具有里程碑意义的成就。但是,随着抗生素的大量生产、使用、甚至滥用,抗生素和抗性基因(耐药性)污染已经成为一个全球性的环境健康问题。抗生素耐药性是指微生物可以耐受抗生素对其的抑制和致死作用进而存活和繁殖。抗生素和耐药性的污染是一个问题的两个方面,即抗生素的残留会诱导选择抗性细菌,促进抗性基因的横向转移,导致微生物耐药性的扩散,而携带抗性基因的微生物扩散到新的环境会进一步繁殖,并有可能通过基因横     

土壤抗生素抗性组：来源、扩散和驱动因子

 土壤是环境抗生素抗性基因的源与汇，也是抗性基因发生水平转移的重要热区。综述了土壤环境中抗性基因的主要来源及驱动因子，阐述了抗性基因在土壤-植物、土壤-动物及土壤-水体等不同系统中的传播过程，总结了抗性基因在土壤中的传播扩散机制，表明水平基因转移是抗性基因在环境中传播的主要分子机制之一；土壤-植物系统是抗性基因从环境向人类传播扩散的一个重要途经，是环境抗性基因人群暴露的主要来源；不是所有的抗性基因都具有严重的健康威胁，鉴定高风险的抗性基因对维护人类健康具有重要意义；源头控制是控制抗生素和抗性基因污染的重要手段之一。     

禽畜养殖场土壤抗生素抗性基因污染的初步研究

抗生素作为禽畜疾病预防及治疗药物、生长促进剂、饲料添加剂等被广泛应用于养殖业并进入环境,造成了环境中抗性耐药菌和抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)的日益增加,从而影响人体健康和生态环境.因此,ARGs作为一种新型环境污染物已经引起了人们的广泛关注.本工作以珠海某些养殖场及周边土壤中的微生物及其ARGs为主要研究对象,采用聚合酶链反应(PCR)研究了养殖场土壤细菌DNA中9种四环素抗性基因存在和污染水平.结果表明,所研究的9种四环素抗性基因中除tetD之外,其他8种抗性基因(tetA、tetB、tetC、tetG、tetL、tetO、tetQ和tetX)均可检出,其中tetG的样本检出率达到94％;另外,对其中常见的4种ARGs(tet、tetC、tetG和tetX)的荧光实时定量PCR定量结果显示,在这4种基因中,以tetC在样品中的丰度最高,tetG次之.在16个土壤采样点中发现,tetC和tetG的copies/g DNA达到108量级均占50％,其他基因的copies/g DNA最低也能达到102～ 105之间,与北京某一养猪场周边土壤中抗性基因含量相当,有些甚至更为严重.     

新疆玛纳斯河流域抗生素抗性基因的污染分析

抗生素抗性基因(ARGs)是一类新型的环境污染物,可通过基因水平转移在不同的环境介质中传播扩散。本文考察分析了新疆玛纳斯河流域中抗生素抗性基因及耐药菌的污染分布。沿玛纳斯河流域采集了8个表层水样,对四环素类,磺胺类以及大环内脂类三类抗生素耐药菌和七种抗生素抗性基因的含量与分布进行了分析,结果表明:采集的水样对三类抗生素均有耐药性,磺胺类耐药菌的耐药率为85%,其对数值比其他两类高出1.6左右;PCR反应检测ARGs存在情况,除erm A基因外,其它6种ARGs均被检出;荧光定量PCR技术测定ARGs的含量,磺胺类抗性基因(sul1,sul2)的相对丰度较高,均值为3.66×10-3(sul1/16s r RNA)和1.72×10-3(sul2/16s r RNA);水样中各抗性基因的相对表达量sul1sul2erm Btet Wtet Mtet O。上述结果表明,玛纳斯河流域已经受到了ARGs和耐药菌的污染。本研究可以为监测新疆地区水环境中的ARGs提供科学的研究方法,并为流域水污染控制的管理和决策提供科学依据。     

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。     

畜禽养殖废水中抗生素和抗性基因的去除技术进展

近年来抗生素在养殖业中大量使用，致使畜禽养殖废水成为抗生素及其抗性基因的重要储库，成为环境中抗生素及其抗性基因的重要来源之一.在分析养殖废水中抗生素及其抗性基因含量的基础上，介绍可同时去除畜禽养殖废水中抗生素及其抗性基因的处理技术.在分析各处理方法的优缺点的基础上，提出一种可行的畜禽养殖废水抗生素及其抗性基因处理技术.     

贡嘎山不同海拔土壤中抗生素抗性基因的多样性特征

抗生素抗性基因作为一种新型环境污染物,对生态环境安全和人类健康有严重的威胁。目前对抗生素抗性基因的研究大多是对城市土壤、污泥、农田土壤等受人为干扰较多的环境开展。然而,人为干扰少的土壤中抗性基因的背景值研究仍较为缺乏。针对贡嘎山不同海拔高度的土壤,采用高通量实时荧光定量PCR的方法,研究了其抗生素抗性基因和可移动遗传元件的多样性及丰度特征,并探究其与环境因子的相关性。结果发现:(1)贡嘎山海拔在2 948～3 651 m的7个土壤样品,共检测到132种不同的抗性基因和10种可移动遗传元件。每个样品中的抗性基因种数为46～89个,并随着海拔的升高呈增加趋势。抗性基因的相对拷贝数为0.019～0.043 copies/cell,且不随海拔高度呈规律性变化。7个土壤中检测到int I-1(clinic)和tnp A-02等可移动遗传元件,表明抗性基因的水平转移可能为这些土壤中抗性基因迁移的途径之一。(2) 7种土壤的抗性基因种类组成差异有统计学意义(P0.05),冗余分析表明NO_3~--N、NH_4~+-N、含水量、海拔和有机质等土壤理化性质的差异可能导致了不同土壤中抗性基因多样性的差异(解释率97.1%)。综上,受人为干扰较少的高原土壤中存在着多样性丰富的抗性基因,该研究为抗生素抗性基因的污染研究提供了基础参考数据。     

四环素类和磺胺类双重抗生素抗性菌的特性

为了研究抗生素抗性菌、抗性基因的扩散和污染可能产生对环境和人类健康的威胁,分8 次采集城市污水处理厂（sewage treatment plants,STPs）水样,应用肉汤微量稀释法和聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction, PCR)方法,分离、鉴定对四环素、磺胺甲恶唑敏感菌株,分析其抗生素抗性,检测抗性基因．结果：本研究中,从某污水处理厂出水中分离22株四环素类抗性菌、26株磺胺类抗性菌,检测其对常用抗生素耐受性及抗生素浓度、抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)含量。四环素类和磺胺类双重抗性菌在5.04×102～2.51×103 CFU·mL-1（colony-forming unit,CFU）范围内,抗性菌对9 种抗生素具有抗性,最高耐受力为512mg·mL-1,其中,对氯霉素耐受能力最强,对青霉素、氨苄青霉素、头孢氨苄、环丙沙星、庆大霉素、阿奇霉素耐受力次之,对利福平耐受力最弱;检测到双重抗性基因,其中tet W和sul1的含量较高. 结果表明：城市污水处理厂的四环素类和磺胺类抗生素含量较高,存在双重抗性菌、抗性基因。     

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。     

生活污水中四环素类抗生素抗性基因污染的初步研究

抗生素抗性基因作为一种新型环境污染物已成为环境领域的研究热点之一.以生活污水处理系统进水、出水、曝气池、污泥4种代表性样品进行四环素类抗性细菌筛选,并用PCR对抗性基因进行初步鉴定.在对污水处理系统中4类样品进行细菌培养后,筛选出抗性细菌9种(1S,1L,2R,2S,3Y,3L,4L,4T,4T1).进水、污泥、曝气池中抗性细菌相对数量较多,出水中较少.结果表明生活污水中存在四环素类抗性基因污染.     

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.     

养猪废水中重金属-抗生素双抗菌的筛选

为了筛选重金属-抗生素双抗菌,从海口市郊某养猪场养猪废水中分离优势菌,将优势菌株涂布在二元交叉抗性试验培养基上,观察菌株生长情况.结果显示,从养猪废水中分离出的优势菌共有10株,其中7#菌株能在11种交叉抗性板上生长,是交叉抗性最多的菌.其他菌株对不同交叉培养基有不同的抗性结果.结果表明,筛选出的优势菌中,大多数对养猪业最常用的饲料添加剂盐酸四环素、磺胺二甲嘧啶、杆菌肽锌、Na As O2、Cu Cl2、Zn SO·7H4 2O产生抗性;这是微生物长期处于抗生素和重金属微污染环境下产生适应和微进化的结果.     

河流中抗生素污染及其管理

抗生素污染已经引起越来越多研究者的重视,但国内外的报道主要集中在抗生素残留的调查及残留物的转移和消除过程,有关抗生素对环境、生物及生态系统影响的研究很少。在实际情况中,由于抗生素被大量使用或使用不恰当,造成环境抗生素污染事故屡屡发生。本文综述了近年来国内外有关河流环境中抗生素污染研究的最新进展,提出了河流环境中抗生素污染的解决办法,对抗生素污染的研究方向进行了展望。     

饮水系统中抗生素抗性基因赋存特征及健康风险评估

近几年抗生素抗性基因（ARGs）作为一种新型污染物在世界各地的水体、土壤中被频繁检出,其在环境中大量扩散和增殖十分容易导致微生物获得抗生素抗性,对人体健康产生潜在威胁。结合国内外文献报道数据,介绍了ARGs在城市饮水系统中污染现状,描述了其赋存特征,发现在国内外城市饮水系统中ARGs的数量不容小觑,数量最高可达1.38×10⁵ copies·ml^-1。其次对城市饮水系统中常用工艺对ARGs的赋存与传播影响因素进行了总结,发现城市常用水处理工艺对ARGs的灭杀效果差,甚至对其富集和繁殖往往起着促进作用;在不同的环境影响因素中,微生物群落结构是影响ARGs的主要驱动力,其次是重金属。最后提出ARGs对人体可能造成的健康威胁以及现有健康风险评估方法的局限性,并对未来ARGs的研究进行了展望。     

环丙沙星和铜复合污染下河流底质微生物群落与抗生素抗性基因的交互关系

选择环丙沙星(CFC)和铜(Cu)作为目标污染物,设计室内驯化试验,通过16S rRNA高通量测序、定量PCR等技术探究CFC和Cu复合污染下河流底质微生物群落与抗生素抗性基因(ARGs)间的交互关系。结果表明,CFC单一污染、Cu单一污染和复合污染试验组中ARGs丰度、微生物群落组成及功能存在显著差异;所有试验组的总ARGs相对丰度呈现随时间先增后减的变化趋势。共现网络分析表明, intI 1与3类ARGs和8个菌群相关,是ARGs和微生物群落之间的桥梁;所属变形菌门、酸杆菌门、厚壁菌门、拟杆菌门和绿弯菌门的细菌最有可能成为水环境中ARGs的潜在宿主。基于偏冗余分析发现,在MGEs、微生物群落和污染物等因素中微生物群落对ARGs丰度变化总解释率最高(49.77%);路径分析表明,CFC和Cu主要通过微生物群落间接地影响ARGs的传播和扩散。     

分子生物学技术在环境微生物研究中的应用

介绍了在环境微生物研究中的分子生物学技术,如核酸探针技术、聚合酶链式反应技术、电泳分离技术、基因重组及基因芯片技术等以及这些相关技术在环境微生物分类、环境微生物监测和环境微生物治理污染中的应用。结果表明,分子生物学技术在研究环境微生物中发挥了重要作用。     

博落回提取物对鱼肠道抗生素抗性基因接合转移的影响及机制分析

正我校地理科学学院张凯博士2020年获批国家自然科学基金青年项目:博落回提取物对鱼肠道抗生素抗性基因接合转移的影响及机制分析.项目编号:42007209.近年来,养殖业抗生素抗性基因(ARGs)污染日益严重,抗生素替代品逐渐受到重视,博落回提取物(MCE)展现出巨大的应用潜力.目前关于MCE的研究多集中于其在养殖业的应用功效方面,MCE对养殖业ARGs污染的影响研究总体上尚处于起步阶段.该项目首先以斑马鱼为研究对象,构建实验室条件下的渔业养殖体系,探索养殖过程中施用MCE后鱼肠道ARGs丰度的变化规律,     

河南省某小型猪场废水中细菌耐药性调查

由于我国畜牧养殖业中抗生素长期使用,导致了养殖废水中的抗生素耐药菌(antibiotic resistant bacteria,ARB)的大量出现以及抗生素抗性基因(antibiotic resistant gene,ARG)的污染,给周边水源以及生态环境带来了巨大的风险.为调查河南区域小型养猪场废水中细菌的耐药性和抗...     

抗生素抗性质粒研究进展

抗生素抗性质粒的抗性,引起病原菌的抗药性不断强化,对现代医药的发展提出了严峻的挑战.抗生素抗性质粒的研究目前主要集中在:①对抗生素抗性质粒的抗性机理有了深入的认识;②对重要致病细菌中抗性质粒的遗传背景及基因的抗性特征有了深入的研究,这些细菌主要包括假单胞属、大肠杆菌、葡萄球菌、志贺氏菌、淋病奈瑟菌等;③研究工作逐步向除了对人群产生致病的细菌以外的其它生物致病菌进行转移.由于抗性质粒的普遍存在及其在“垂直“和“水平“2个方向上都可以进行传递,人类在与细菌的较量中一直处于劣势,从而有必要借鉴污染进化生态学的原理,从协同进化和合理共存的角度,调整人类防治细菌致病的策略.     

抗生素用于肉类保藏的开发动向

肉制品在生产和加工过程中,会受到各种微生物的污染,使肉的品质发生改变而不能食用,另外肉也可能传播病原微生物,危害消费者的健康.在30年前,人们普遍通过化学处理的方法来抑制在肉中生长的微生物,但是,现在知道几乎所有用来抑制或杀死微生物生长的化学物质也影响到人们的身体健康.抗生素的发现,使一个新的保藏肉食品的方法成为可能.1929年Fleming通过观察真菌中的点青霉来生产点青霉素的过程后发现,一些微生物产生的物质能够对另一些微生物的生长起抑制作用.现代普遍认为:抗生素是微生物(细菌、真菌、放线菌等)在代谢过程中产生的,在低浓度下就能抑制他种微生物的生长和活动,甚至杀死他种微生物的一类小分子的蛋白质.它的杀菌效率要比普通化学物质高出100倍～1000倍,而且对人体的毒性很小,这一点已经在1941年得到了严格的证实.尽管许多抗生素对人体的作用具有严格的选择性,但在食品工业中常用的抗生素是广谱抗生素,例如四环素对广范围内的革兰氏阴性菌及革兰氏阳性菌具有抑制作用.但是,迄今为止,没有一种抗生素对霉菌及酵母有抑制作用.如何选择合适的抗生素主要决定于所要控制的腐败的种类、在食品的pH范围内抗生素的稳定性和可溶性、抗生素对热的稳定性以及它们的毒性等.目前,抗生素在两个方面的