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微生物生源要素循环过程与抗生素抗性基因增殖传播的耦联机制研究进展
1
作者 许伊 付庭红 +4 位作者 杨士红 苏欣珂 张泽阳 尤国祥 侯俊 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第6期1422-1438,共17页
作为一种新型生物污染物,抗生素抗性基因(ARGs)通过微生物的媒介作用在环境中的传播扩散严重威胁人类健康。生源要素循环是维持微生物生理代谢活动的基本过程,在介导胞内ARGs的增殖传播中发挥重要作用。本文基于已有研究成果,通过系统... 作为一种新型生物污染物,抗生素抗性基因(ARGs)通过微生物的媒介作用在环境中的传播扩散严重威胁人类健康。生源要素循环是维持微生物生理代谢活动的基本过程,在介导胞内ARGs的增殖传播中发挥重要作用。本文基于已有研究成果,通过系统综述微生物胞内碳、氮、磷、铁的代谢途径、中间产物、关键通路对微生物群落结构及ARGs增殖传播的调控作用,讨论了微生物生源要素循环过程与ARGs增殖传播的耦联机制,为揭示微生物代谢活动与ARGs传播的互作关系、深化ARGs环境行为的研究内涵提供理论基础和科学依据。 展开更多
关键词 抗生素抗性基因 生源要素 生物化学循环 代谢途径 影响机制
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纳米氧化铈对猪粪厌氧发酵性能及抗生素抗性基因的影响
2
作者 张敏 王舒畅 +4 位作者 于跃琦 谢志刚 刘群胜 魏欢欢 寇巍 《沈阳农业大学学报》 北大核心 2025年第5期147-156,共10页
[目的]为提高猪粪厌氧发酵产气性能。[方法]在猪粪厌氧发酵系统中添加不同浓度(0,10,20,30,40 mg·L^(-1))的纳米氧化铈(CeO_(2)NPs)以探究其对厌氧发酵产气性能、理化性质的影响,并进一步分析微生物多样性和群落结构变化以及抗生... [目的]为提高猪粪厌氧发酵产气性能。[方法]在猪粪厌氧发酵系统中添加不同浓度(0,10,20,30,40 mg·L^(-1))的纳米氧化铈(CeO_(2)NPs)以探究其对厌氧发酵产气性能、理化性质的影响,并进一步分析微生物多样性和群落结构变化以及抗生素抗性基因(ARGs)消减的影响。[结果]CeO_(2)NPs添加量为10 mg·L^(-1)时,猪粪厌氧发酵产气效果最好,其累积产气量较CK组提高25.45%,累积产甲烷量提高19.74%,提高牛粪高浓度厌氧发酵底物水解程度,促进厌氧发酵后期分解丙酸能力,增强系统稳定性。与对照组相比,添加10 mg·L^(-1)的CeO_(2)NPs提高了厌氧发酵系统物种的多样性和丰富度,发酵系统中水解产酸厚壁菌门(Firmicutes)等优势菌群的相对丰度显著提升,属水平上产氢产乙酸菌Clostridium_sensu_stricto_1丰度提升4.72%;同时也提高了产甲烷菌中Methano⁃bacterium、Methanosaeta、Methanobrevibacter、methanoculleus、Methanosphaera的相对丰度;添加10 mg·L^(-1)CeO_(2)NPs组对四环素类(tetH、tetB(P))、磺胺类(sul1、sul2)及大环内酯类(lnuG、Erm(30))ARGs的消减率分别达到47.62%~65.30%、54.93%~55.27%、14.44%~68.92%,发酵第30天时CK组ARGs丰度为添加10 mg·L^(-1)CeO_(2)NPs组的1.03~2.08倍。[结论]综上所述,添加适量的CeO_(2)NPs对稳定厌氧发酵系统、提高微生物活性、增加沼气产量、ARGs消减等方面又多重促进作用。研究结果可为畜禽粪便沼气工程中CeO_(2)NPs等导电性外源添加剂的使用提供相关理论指导和实践基础。 展开更多
关键词 纳米氧化铈 厌氧发酵 猪粪 抗生素抗性基因
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臭氧氧化-粉末活性炭-超滤对污水厂二级出水中抗生素抗性基因的去除效能及影响因素
3
作者 孙丽华 邓斯 +1 位作者 史鹏飞 王春芳 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第3期1298-1305,共8页
抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)作为新兴环境污染物已对人类健康造成威胁,有研究表明,污水处理厂的二级出水是环境中ARGs的重要来源。采用O_(3)预氧化结合粉末活性炭(powdered activated carbon,PAC)与超滤(ultrafil... 抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)作为新兴环境污染物已对人类健康造成威胁,有研究表明,污水处理厂的二级出水是环境中ARGs的重要来源。采用O_(3)预氧化结合粉末活性炭(powdered activated carbon,PAC)与超滤(ultrafiltration,UF)组合工艺处理污水厂二级出水,考察O_(3)投加量与水样的pH、温度对二级出水中不同形态ARGs去除效果的影响因素和作用机理。结果表明:ARGs被O_(3)氧化失活后,经过PAC吸附与UF膜的过滤能得到更为有效的去除;在O_(3)最佳投加量(2.0 mg/L)条件下,O_(3)-PAC-UF组合工艺对二级出水中不同类型ARGs(tet A、tet C、tet G、sul I、sul II)和其他污染物(intⅠ1、16S rRNA)的去除量为10^(2.67)~10^(3.92)copies/mL,且对细胞态和游离态ARGs去除效果明显增强;升高pH和较低温度均利于ARGs的去除;O_(3)分子的直接氧化作用居于二级出水中ARGs去除机制的主导地位。综上,臭氧联合粉末活性炭与超滤组合可以有效去除二级出水中的抗生素抗性基因。 展开更多
关键词 抗生素抗性基因 二级出水 超滤 臭氧 粉末活性炭
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农田中无脊椎动物对抗生素和抗生素抗性基因环境行为的影响研究进展 被引量：1
4
作者 李洁玲 史非凡 +6 位作者 郭瑞 陈照明 成琪璐 王强 叶静 马军伟 林辉 《生态毒理学报》 北大核心 2025年第1期1-22,共22页
抗生素的滥用导致其向农田及其周围环境持续不断地输入,促使抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)及其宿主细菌(antibiotic resistance bacteria,ARB)在农田生态系统中富集和扩散,严重威胁农产品质量安全和人体健康。无脊... 抗生素的滥用导致其向农田及其周围环境持续不断地输入,促使抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)及其宿主细菌(antibiotic resistance bacteria,ARB)在农田生态系统中富集和扩散,严重威胁农产品质量安全和人体健康。无脊椎动物作为农田生态系统中的重要组成部分,广泛分布于农田土壤及其周围水体环境中,在农田食物网和物质转化中占有重要地位。然而,抗生素、ARGs等抗生素耐药污染物与农田土壤和水生底栖的无脊椎动物间的复杂相互作用仍需全面评估。本文概述了农田系统中的主要无脊椎动物类型的生态功能,重点关注了抗生素耐药污染物对蚯蚓、线虫、跳虫等土壤无脊椎动物以及部分水生无脊椎动物的生态影响,以及引发的抗生素耐药污染物环境行为变化,指出无脊椎动物可通过多途径影响抗生素耐药污染物迁移转化和传播,产生促进抗生素的降解转化、ARGs/ARB削减等正向效应,也可通过肠道蓄积,加速抗生素耐药污染物传播。进一步探讨了相关研究中亟待解决的问题,强调未来需更多将研究对象从模式无脊椎动物拓展到实际农田优势类群中,开展真实环境中的抗生素和ARGs复合污染研究,通过生物群落结构调查方式等证实科学假设,关注农田生态系统中水生无脊椎动物的作用等,以期为农田中无脊椎动物对抗生素耐药污染物的环境行为研究提供理论基础和科学指引。 展开更多
关键词 抗生素 无脊椎动物 土壤动物 农田生态系统 抗生素抗性基因
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菌渣有机肥对番茄生长及土壤抗生素抗性基因累积的影响
5
作者 崔格格 张耀中 +6 位作者 杨天杰 王世梅 黄艺烁 高阳 韦中 徐阳春 沈其荣 《土壤学报》 北大核心 2025年第4期1174-1184,共11页
菌渣是抗生素合成中间体(6-氨基青霉烷酸)发酵过程中产生的固体废弃物,可能具有增加抗生素抗性基因(ARGs)传播的风险。目前,堆肥化处理方法具有无害化和资源化等特点,已成为菌渣处理的主要手段。本研究旨在探究菌渣有机肥对番茄生长及土... 菌渣是抗生素合成中间体(6-氨基青霉烷酸)发酵过程中产生的固体废弃物,可能具有增加抗生素抗性基因(ARGs)传播的风险。目前,堆肥化处理方法具有无害化和资源化等特点,已成为菌渣处理的主要手段。本研究旨在探究菌渣有机肥对番茄生长及土壤ARGs累积的影响,以评估菌渣有机肥的生态风险。以经济作物番茄为研究对象,通过田间试验,分析以菌渣为原料制备的有机肥施入土壤后,对番茄生理指标、土壤理化性质、细菌群落结构及ARGs的多样性和丰度变化的影响。结果表明,施用菌渣有机肥可提升田间番茄地上部干物质量,连续两季施用可增加番茄维生素C含量,增加土壤硝态氮含量。菌渣有机肥处理后根际土壤细菌群落多样性无显著变化,但与常规施肥相比,变形菌门丰度显著升高,绿湾菌门丰度显著降低。施用菌渣有机肥后番茄土壤中ARGs种类多样性无显著变化,但氨基糖苷类抗性基因aada1、磺胺类抗性基因sul(II)显著高于常规复合肥处理。藤黄单胞菌(Luteimonas)丰度与四环素类、氨基糖苷类和磺胺类抗性基因丰度均具有显著正相关性。施用菌渣有机肥番茄根际土壤中未富集β-内酰胺类ARGs,四环素类、氨基糖苷类和磺胺类等ARGs在根际微生物中积累的风险有待进一步评估。 展开更多
关键词 菌渣 有机肥 番茄 抗生素抗性基因(args) 微生物群落
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河北省典型蔬菜地土壤中抗生素抗性基因的污染特征及其健康风险评估 被引量：1
6
作者 李银辉 刘韵超 +6 位作者 郑子英 龚玉敏 刘红 闫艺漫 胡亚宁 刘瑾 王凤花 《生态毒理学报》 北大核心 2025年第2期297-309,共13页
抗生素抗性基因(antibiotics resistance genes,ARGs)作为一种新型环境污染物,在不同环境介质中广泛存在并传播。目前,畜禽粪肥的大量施用,已导致蔬菜地土壤成为ARGs的重要储存库。基于此,本研究利用实时荧光定量聚合酶链式反应(quantit... 抗生素抗性基因(antibiotics resistance genes,ARGs)作为一种新型环境污染物,在不同环境介质中广泛存在并传播。目前,畜禽粪肥的大量施用,已导致蔬菜地土壤成为ARGs的重要储存库。基于此,本研究利用实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,qPCR)技术,解析了河北省典型蔬菜地土壤中ARGs的分布特征。结合土壤理化性质,通过冗余分析(redundancy analysis,RDA)等方法,探讨了影响ARGs分布特征的主控因子。此外,利用健康风险评价模型,对蔬菜地土壤中ARGs的潜在健康风险进行了评估。qPCR结果表明,蔬菜地土壤中ARGs丰度范围为3.30×10^(7)~4.64×10^(9)copies·g^(-1)(干土)。施加畜禽粪肥的土壤中ARGs丰度1.25×10^(9)copies·g^(-1)(干土)显著高于施加化肥的土壤中ARGs丰度2.48×10^(8)copies·g^(-1)(干土)。施加猪粪的土壤中ARGs丰度4.64×10^(9)copies·g^(-1)(干土)显著高于施加鸡粪的土壤1.26×10^(9)copies·g^(-1)(干土)、施加羊粪的土壤9.12×10^(8)copies·g^(-1)(干土)和施加蚯蚓粪的土壤中ARGs丰度4.59×10^(8)copies·g^(-1)(干土)。土壤中intI1基因丰度范围为8.17×10^(4)~3.21×10^(9)copies·g^(-1)(干土),且与tetC、tetG、sul1、sul2等呈显著正相关关系,说明intI1基因在ARGs的传播扩散中起着重要作用。此外,土壤中ARGs丰度与有机质、总氮和总磷等理化性质显著正相关,土壤理化性质和粪肥施加量可解释39.91%的ARGs丰度变化。健康风险评价结果表明,施加粪肥土壤ARGs的人体暴露剂量(儿童1.67×10^(4)copies·g^(-1)·d^(-1),成人2.34×10^(3)copies·g^(-1)·d^(-1))显著高于施加化肥土壤ARGs的人体暴露剂量(儿童2.99×10^(3)copies·g^(-1)·d^(-1),成人4.19×10^(2)copies·g^(-1)·d^(-1)),其中,经口摄入高于呼吸吸入和皮肤接触途径进入人体的ARGs暴露剂量,表明施加粪肥增加了ARGs对人体的潜在健康风险。本研究结果可为蔬菜地土壤ARGs污染现状的评估和风险管控提供基础数据。 展开更多
关键词 抗生素抗性基因 蔬菜地土壤 健康风险评估 粪肥 intI1基因
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环境中抗生素抗性基因(ARGs)形成和传播机制研究进展 被引量：2
7
作者 唐涛涛 赵晓龙 +3 位作者 王胤 杨舒茗 吴嘉利 朱榕鑫 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1980-1984,1988,共6页
从DNA损伤和错误修复角度阐述了环境中抗生素抗性基因(Antibiotics resistance genes,ARGs)的形成机制,并对DNA损伤和错误修复过程中涉及的相关核心功能基因片段进行归纳总结。也从细胞代谢角度阐述了环境中ARGs进行水平传播的三种主要... 从DNA损伤和错误修复角度阐述了环境中抗生素抗性基因(Antibiotics resistance genes,ARGs)的形成机制,并对DNA损伤和错误修复过程中涉及的相关核心功能基因片段进行归纳总结。也从细胞代谢角度阐述了环境中ARGs进行水平传播的三种主要机制,包括:菌毛架桥作用、信号传导和IV型细胞分泌系统。现有研究进一步加强对ARGs在环境中形成和传播机制的认识,为今后研究ARGs的削减提供理论依据。目前关于抗生素诱导ARGs形成和传播的内在机制仍相对缺乏,后续可从生物毒性和分子生物学层面进行深入研究。 展开更多
关键词 抗生素抗性基因(args) 功能基因 水平传播 分子生物学
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土壤-蔬菜系统中抗生素抗性基因的迁移与消减
8
作者 吴静 刘翔宇 +1 位作者 胡小婕 凌婉婷 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第3期605-616,共12页
抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)在土壤-蔬菜系统中传播会威胁生态环境和蔬菜质量安全,同时食用含有ARGs的蔬菜会进一步危害人体健康。本文重点综述了ARGs在土壤-蔬菜系统中的迁移过程及其机制,迁移过程涉及微生物菌... 抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)在土壤-蔬菜系统中传播会威胁生态环境和蔬菜质量安全,同时食用含有ARGs的蔬菜会进一步危害人体健康。本文重点综述了ARGs在土壤-蔬菜系统中的迁移过程及其机制,迁移过程涉及微生物菌群间的交互作用,解析了影响ARGs在土壤-蔬菜系统中传播和扩散的因素,包括抗生素的选择压力、非抗生素污染物、土壤类型、蔬菜种类等,系统总结了现有的土壤ARGs的消减方法,主要包括通过堆肥从源头消减ARGs输入、生物消减、物理化学消减(如添加土壤改良剂等)。最后,基于当下研究的不足,提出了ARGs在迁移机制、影响因素、消减方法3个方面的未来研究方向,以期为土壤-蔬菜系统中ARGs风险防控提供依据。 展开更多
关键词 抗生素抗性基因 抗性菌 水平基因转移 消减方法 土壤-蔬菜系统
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溶解性生物炭对水体中转化介导的抗生素抗性基因水平转移的影响
9
作者 刘一帆 马小涵 +5 位作者 刘柳青青 华健 楚沉静 郑浩 罗先香 李锋民 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期70-82,共13页
本研究选取热解温度为300~600℃的芦苇(Phragmites australis)和芦竹(Arundo donax)生物炭释放的DBC,探究其对抗性质粒pBR322向大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α转化的影响。结果表明,DBC对pBR322质粒的转化具有低浓度(1 mg·L^(-1)... 本研究选取热解温度为300~600℃的芦苇(Phragmites australis)和芦竹(Arundo donax)生物炭释放的DBC,探究其对抗性质粒pBR322向大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α转化的影响。结果表明,DBC对pBR322质粒的转化具有低浓度(1 mg·L^(-1))促进、高浓度(10 mg·L^(-1))抑制的规律,且抑制效果随热解温度的上升而增强。DBC能够破坏pBR322质粒的结构,导致eARGs失活。低浓度DBC中的溶解性微生物代谢产物类物质和重金属等物质可诱导受体细菌SOS应答,从而促进其对质粒的摄取。中高浓度(5~10 mg·L^(-1))的DBC能够激活受体菌的应激防御系统,降低细胞膜透性,阻碍了质粒进入感受态。此外,随机森林模型(R 2=0.6279,均方误差为0.00267)证实DBC中富里酸类、溶解性微生物代谢产物类物质、pH和重金属在转化过程中起着关键作用。结构方程模型证明DNA复制活性的降低是抑制eARGs转化的主控因子。本研究拓展了水环境中溶解性有机质驱动新污染物ARGs环境归趋的理解,为水环境中基于生物炭的ARGs污染阻控技术的建立提供了科学依据。 展开更多
关键词 溶解性生物炭 胞外抗生素抗性基因 质粒 水平基因转移 氧化应激
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外源菌剂添加量对牛粪好氧堆肥中抗生素抗性基因的影响
10
作者 顾小凤 芶久兰 +2 位作者 魏全全 张萌 柳玲玲 《中国土壤与肥料》 北大核心 2025年第7期171-179,共9页
为探究外源菌剂添加量对牛粪好氧堆肥中抗生素抗性基因的影响,将牛粪和高粱秸秆按体积比7∶3混合,并添加不同剂量的粉状商品菌剂(T1~T4:添加量分别为混合堆体干质量的0‰、0.5‰、5‰、50‰)进行堆肥,每个处理3个重复。研究不同添加量... 为探究外源菌剂添加量对牛粪好氧堆肥中抗生素抗性基因的影响,将牛粪和高粱秸秆按体积比7∶3混合,并添加不同剂量的粉状商品菌剂(T1~T4:添加量分别为混合堆体干质量的0‰、0.5‰、5‰、50‰)进行堆肥,每个处理3个重复。研究不同添加量对堆体温度、发芽指数、抗生素抗性基因种类、丰度及相关性的影响。结果表明,堆肥过程中,最高温出现在T2处理,为74℃。T3处理高温期维持时间最长,为10 d。T3处理黄瓜的发芽指数最高,为133.82%。T1处理检测出76个抗生素抗性基因(ARGs)亚类,4个可移动基因元件(MGEs)亚类;T2处理检测出101个ARGs亚类,5个MGEs亚类;T3处理检测出79个ARGs亚类,5个MGEs亚类;T4处理检测出96个ARGs亚类,6个MGEs亚类。与T1处理相比,T2~T4处理的APH(6)-Id、IS6100、IS1247、ErmF、floR、sul2、tetX、tnpA-3丰度均存在不同程度的下降,下降幅度分别为0.64%~39.54%、7.31%~34.29%、51.08%~78.27%、30.40%~41.84%、60.73%~81.23%、20.00%~42.03%、29.70%~57.99%、5.46%~31.38%,T3处理下降幅度最大。相关性分析显示,菌剂添加量与IncI1_repI1、ISEcp1、aadA2、aadA17、sul1间存在正相关关系,与ErmF、floR、ISCR1间存在负相关关系。IncI1_repI1绝对定量丰度随着菌剂添加量的增加而升高,ISEcp1、aadA2、sul1、ErmF、floR、ISCR1绝对定量丰度随着菌剂添加量的增加呈现先降低后升高的趋势,aadA17绝对定量丰度随着菌剂添加量的增加呈现先升高后降低再升高的趋势。IS6100与APH(6)-Id和qacF_H间存在显著正相关关系,与tnpA-3存在极显著正相关关系。IS1247与sul2和tetX间存在显著正相关关系,与ErmF和floR间存在极显著正相关关系。说明可移动基因元件IS6100和IS1247有可能是ARGs丰度增加的载体。上述结果表明,在牛粪堆肥过程中,添加外源菌剂能延长堆体高温时间,提升腐熟度,降低APH(6)-Id、IS6100、IS1247、ErmF、floR、sul2、tetX、tnpA-3的绝对定量丰度,以T3处理效果最佳。 展开更多
关键词 外源菌剂 菌剂添加量 牛粪 抗生素抗性基因 好氧堆肥
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环境中抗生素抗性基因的健康风险分级
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作者 许梅榕 安新丽 +2 位作者 赵彩霞 姚槐应 苏建强 《化学与生物工程》 北大核心 2025年第1期9-14,共6页
细菌耐药性的快速传播和蔓延是全球公共健康领域的重大挑战。除了医疗和动物养殖业外,抗生素抗性基因可在多种环境介质中传播扩散进而转移到人类病原菌中,影响人类健康。甄别环境中高风险抗性基因是实现抗性基因有效环境监测和风险评估... 细菌耐药性的快速传播和蔓延是全球公共健康领域的重大挑战。除了医疗和动物养殖业外,抗生素抗性基因可在多种环境介质中传播扩散进而转移到人类病原菌中,影响人类健康。甄别环境中高风险抗性基因是实现抗性基因有效环境监测和风险评估的基础。对环境中抗性基因的研究现状进行了总结,聚焦质粒携带的抗性基因,提出了环境中抗性基因风险分级框架,进而对制药厂和养殖厂场地环境样品进行了质粒组分析,形成了风险分级清单。结果表明,按抗性基因的移动性(与可移动遗传元件共存)、质粒类型、在人类病原菌中的流行度、致病潜力(与毒力因子共存)等4个标准,从制药厂和养殖厂场地环境样品中共检测到425个质粒携带的抗性基因,其中最高风险Ⅰ级抗性基因0种,Ⅱ级2种,Ⅲ级33种,Ⅳ级89种,最低风险Ⅴ级301种,形成了制药厂和养殖厂场地环境抗性基因风险分级清单。所检测到的高风险抗性基因,为环境抗性基因污染监测及人群暴露健康风险评估提供了理论和数据支撑。 展开更多
关键词 抗生素抗性基因 风险评估 质粒 可移动遗传元件 病原菌 毒力因子
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植物源有机物料添加对农田土壤抗生素抗性基因扩散影响研究进展
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作者 赵力娟 刘源 +1 位作者 李嗣艺 李中阳 《土壤》 北大核心 2025年第1期1-8,共8页
抗生素作为新污染物在环境中的行为引起了人们的关注。一方面,土壤环境中存在大量天然抗生素;另一方面,随着我国畜牧养殖业的发展,畜禽粪便中携带的大量外源抗生素及抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)随粪肥施入土壤,... 抗生素作为新污染物在环境中的行为引起了人们的关注。一方面,土壤环境中存在大量天然抗生素;另一方面,随着我国畜牧养殖业的发展,畜禽粪便中携带的大量外源抗生素及抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)随粪肥施入土壤,通过食物链的循环,进入人体,严重危害人体健康。近年来,我国提出了“种养结合”循环农业,促进农业可持续发展。有机物料添加是种养结合循环农业的重要一环,能够改良土壤性状、改变土壤微生物群落结构,进而直接或间接影响土壤抗生素及ARGs的迁移扩散。为明晰植物源有机物料添加对农田土壤ARGs扩散的影响,本文总结了近年来国内外的相关研究成果,阐述了植物源有机物料添加对农田土壤中ARGs扩散的影响机制,不仅能为有机物料资源化利用提供科学依据,也能进一步完善农田生态系统ARGs风险评价体系。 展开更多
关键词 有机物料 土壤 抗生素 抗生素抗性基因
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棉隆熏蒸和强还原处理对农田土壤抗生素抗性基因的影响研究
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作者 于文豪 李舒 +6 位作者 林于蓝 张晶清 徐晨伟 刘亮亮 张金波 蔡祖聪 赵军 《土壤学报》 北大核心 2025年第1期114-126,共13页
化学熏蒸和强还原处理(Reductive soil disinfestation,RSD)是农业生产上广泛应用的土壤灭菌措施,但它们是否同样能够消减土壤中富集的抗生素抗性基因(Antibiotics resistance genes,ARGs),目前还不得而知。以长期鸡粪施用导致ARGs富集... 化学熏蒸和强还原处理(Reductive soil disinfestation,RSD)是农业生产上广泛应用的土壤灭菌措施,但它们是否同样能够消减土壤中富集的抗生素抗性基因(Antibiotics resistance genes,ARGs),目前还不得而知。以长期鸡粪施用导致ARGs富集的农田土壤为研究对象,分别设置0.02%的棉隆熏蒸(DZ)和以1%的乙醇(ET,总有机碳:521.7 g·kg^(-1))、苜蓿粉(AL,总有机碳:454.9 g·kg^(-1),碳氮比:21.2)、糖蜜(MO,总有机碳:270.1 g·kg^(-1),碳氮比:12.6)以及苜蓿粉和糖蜜复合物(AM,m/m=1︰1)为有机物料的RSD处理,同时设置最大持水量(FCK)和不处理对照(CK),利用荧光定量PCR技术研究土壤中主要ARGs和可移动遗传元件(Mobile genetic elements,MGEs)在绝对丰度和相对丰度上的变化,并通过消减率来评估不同处理对土壤ARGs和MGEs的消减效果。研究发现,RSD处理能够消减aadA21、msrE、tetG、tetM、ErmF等基因的相对丰度,其中AL、MO和AM处理对aadA21基因相对丰度的消减率达到50.5%~58.3%,而ET处理对msrE、tetG和tetM基因相对丰度的消减效果显著,其消减率分别高达80.9%、78.3%和66.9%。同时,RSD处理能够显著降低土壤中MGEs(IS6100和IS26)的相对丰度,消减率分别为72.5%~76.2%和38.4%~56.2%。此外,DZ处理对土壤中ARGs和MGEs的相对丰度具有一定的增加作用,其中ARGs和IS26的相对丰度分别提高了21.9%和60.0%。综上,RSD处理能够通过降低ARGs和MGEs的相对丰度,限制ARGs的水平转移能力,实现对土壤ARGs的消减,且其消减效果与所使用的有机物料类型有关。此外,相较于棉隆熏蒸,RSD处理对ARGs和MGEs的消减效果更好,具备快速修复ARGs污染土壤的潜力。 展开更多
关键词 抗生素抗性基因 可移动遗传元件 棉隆熏蒸 强还原处理 相对丰度
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堆肥处理禽畜污粪中抗生素、抗生素抗性基因和重金属污染的研究进展
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作者 任少东 刘操 +2 位作者 李思敏 时真男 杨笑萌 《家畜生态学报》 北大核心 2025年第9期9-17,128,共10页
联合国粮农组织预计,到2040年,全球牲畜抗生素使用量将较2019年增加30%,这一趋势凸显了当前牲畜养殖中抗生素滥用问题的严重性。值得注意的是,大多数抗生素难以在人或动物体内降解,会以原生形式排泄,对环境微生物或微生物产生巨大的选... 联合国粮农组织预计,到2040年,全球牲畜抗生素使用量将较2019年增加30%,这一趋势凸显了当前牲畜养殖中抗生素滥用问题的严重性。值得注意的是,大多数抗生素难以在人或动物体内降解,会以原生形式排泄,对环境微生物或微生物产生巨大的选择压力。此外,Cu、Zn等重金属常被用作禽畜饲料添加剂,以促进动物生长。但是大多数的抗生素和重金属不能被动物肠道吸收,从而随粪便和尿液释放到环境中,促使耐药微生物和抗生素抗性基因的传播。目前,禽畜污粪的主要处理方式是堆肥处理,通过对相关文献的统计整理,发现堆肥可以去除禽畜粪污中90%以上的抗生素残留,有效钝化重金属。然而,关于堆肥对抗生素抗性基因的去除效果,目前仍存在较大争议,需进一步研究与验证。 展开更多
关键词 堆肥 抗生素 抗生素抗性基因 重金属
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生物炭在好氧堆肥中对抗生素抗性基因的去除效果及机制研究进展
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作者 樊展鹏 庄子贤 +1 位作者 王拯 张波 《环境污染与防治》 北大核心 2025年第10期42-48,I0018,共8页
抗生素抗性基因(ARGs)是一种新兴环境污染物,好氧堆肥的高温期能有效去除堆肥中的ARGs,但在腐熟期易出现反弹。生物炭常用于改善好氧堆肥性能,可提高对ARGs的去除效果。对ARGs的传播及生物炭在好氧堆肥中的应用与对该过程中ARGs的去除... 抗生素抗性基因(ARGs)是一种新兴环境污染物,好氧堆肥的高温期能有效去除堆肥中的ARGs,但在腐熟期易出现反弹。生物炭常用于改善好氧堆肥性能,可提高对ARGs的去除效果。对ARGs的传播及生物炭在好氧堆肥中的应用与对该过程中ARGs的去除效果及机制进行综述分析。结果表明:ARGs在细胞间主要通过水平基因转移(HGT)方式进行传递;相较于常规好氧堆肥,添加生物炭的好氧堆肥对ARGs的去除效果得到显著提升。生物炭在好氧堆肥中对ARGs的去除机制主要有3种:(1)改善好氧堆肥的理化参数及微生物群落结构;(2)对游离的ARGs片段及移动基因元件进行吸附使其无法参与HGT;(3)对抗生素及重金属等特殊因子进行吸附从而减轻ARGs的共选择压力。通过对生物炭强化好氧堆肥中ARGs去除机制的研究,可为提出ARGs的消减措施提供依据,可为该类堆肥实验设计提供思路,可为好氧堆肥技术改进及未来进一步强化生物炭对好氧堆肥中ARGs的消减效果研究提供参考。 展开更多
关键词 抗生素抗性基因 好氧堆肥 生物炭 水平基因转移 共选择压力
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铁锰矿物作用下环境中抗生素和抗性基因的降解行为
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作者 程鹏飞 李代微 +4 位作者 颜子竣 田芹 戴志聪 秦好丽 刘同旭 《中国环境科学》 北大核心 2025年第6期3359-3369,共11页
为了阐明铁锰矿物与抗生素和抗性基因间的作用机制,深化对环境中抗生素与抗性基因降解行为的理解,改善抗生素与抗性基因修复技术,本文系统揭示了铁锰矿物对抗生素的多元降解机制:表面Brønsted酸、Lewis酸和羟基位点协同催化抗生素... 为了阐明铁锰矿物与抗生素和抗性基因间的作用机制,深化对环境中抗生素与抗性基因降解行为的理解,改善抗生素与抗性基因修复技术,本文系统揭示了铁锰矿物对抗生素的多元降解机制:表面Brønsted酸、Lewis酸和羟基位点协同催化抗生素水解;基于半导体特性介导的抗生素光降解;矿物中Fe(III)/Mn(IV)等变价组分直接氧化抗生素或活化过硫酸盐/过氧化氢产生活性自由基实现深度矿化;同时,上述过程产生的自由基也可破坏抗性基因,抑制其迁移转化过程.铁锰矿物已证实可有效去除土壤、水体、污泥及畜禽粪便等环境介质中的抗生素及其抗性基因,其降解行为受环境pH值、有机质含量、共存离子浓度及水分条件等因素动态调控.本文进一步提出未来研究应聚焦于抗生素和抗性基因降解途径和毒性、原位动态表征技术以及铁锰矿物应用工艺等研究方向. 展开更多
关键词 铁矿物 锰矿物 抗生素 抗生素抗性基因 降解
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叶面喷施硒肥对生菜中抗生素及抗性基因的消减效果研究
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作者 洪畅 靳红梅 +1 位作者 朱燕云 朱宁 《生态与农村环境学报》 北大核心 2025年第3期420-429,共10页
为阻控抗生素及抗生素抗性基因(ARGs)在根际土壤和蔬菜中传播与扩散,以自主研发的生物纳米硒和常用的亚硒酸钠为供试硒肥,通过室内盆栽试验,研究叶面喷施硒肥对生菜中抗生素及ARGs的消减效果。结果表明,叶面喷施硒肥可有效减少生菜和根... 为阻控抗生素及抗生素抗性基因(ARGs)在根际土壤和蔬菜中传播与扩散,以自主研发的生物纳米硒和常用的亚硒酸钠为供试硒肥,通过室内盆栽试验,研究叶面喷施硒肥对生菜中抗生素及ARGs的消减效果。结果表明,叶面喷施硒肥可有效减少生菜和根际土壤中四环素、土霉素、磺胺甲恶唑、磺胺二甲嘧啶、诺氟沙星和恩诺沙星含量,其在生菜叶片、根和根际土壤中降幅分别为38.1%~100%、13.4%~100%和3.8%~71.0%;叶面喷施硒肥还降低生菜叶片、根和根际土壤中ARGs绝对丰度,降幅分别为11.8%~87.0%、5.9%~100%和1.5%~78.3%。叶面喷施硒肥显著降低可移动遗传元件(MGEs)丰度(P<0.05),这是土壤-生菜系统ARGs水平转移受到抑制的主要原因。总体来看,叶面喷施生物纳米硒对生菜中抗生素及ARGs的消减效果更好。 展开更多
关键词 硒肥 叶面喷施 抗生素 抗生素抗性基因 消减效果
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紫外消毒对大气颗粒物中细菌和抗生素抗性基因的影响研究
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作者 程妍钰 贾世杰 +1 位作者 石凤 高会旺 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期10-19,共10页
大气颗粒物是抗生素抗性基因(ARGs)及其宿主菌在空气中传播的重要载体,极易发生长距离传输,因而可能加剧区域性甚至全球性的细菌耐药污染。紫外消毒是一种经济便捷的杀菌手段,在环境空气消毒中有广泛应用,但尚不了解其对大气颗粒物中ARG... 大气颗粒物是抗生素抗性基因(ARGs)及其宿主菌在空气中传播的重要载体,极易发生长距离传输,因而可能加剧区域性甚至全球性的细菌耐药污染。紫外消毒是一种经济便捷的杀菌手段,在环境空气消毒中有广泛应用,但尚不了解其对大气颗粒物中ARGs的去除效果。本研究通过系列模拟实验,探究了紫外消毒对大气颗粒物中细菌和ARGs的影响效应。结果显示,紫外消毒可有效削减大气颗粒物中细菌和ARGs的含量,降低ARGs的潜在转移风险。不同种类ARGs的紫外去除率存在显著差异(p<0.01),紫外消毒会改变大气颗粒物中ARGs的组成结构。在120 mJ/cm^(2)的紫外剂量下,可培养细菌去除率高达99%,16S rRNA去除率达到91.6%,总ARGs去除率达65.4%,可移动遗传原件(MGEs)的去除率在80%以上。紫外消毒对细菌去除效率远高于ARGs,消毒后ARGs进一步富集,总ARGs相对丰度上升39.8%,将会导致环境空气中耐药菌的占比增加。 展开更多
关键词 大气颗粒物 抗生素抗性基因 细菌 紫外消毒
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畜禽粪污源抗生素抗性基因的水平转移研究进展
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作者 杨鑫 王绍宇 +6 位作者 童畅 彭志弢 蔡圣煌 黄俊雄 胥娇娇 温馨 吴银宝 《畜牧兽医学报》 北大核心 2025年第9期4279-4293,共15页
畜牧业中兽用抗生素使用量占比超过全球抗生素使用量的50%,抗生素的滥用会使畜禽肠道中产生大量的抗生素耐药菌群,并会作为抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的宿主随粪尿排出体外,由此ARGs成为环境中抗生素抗性的重要... 畜牧业中兽用抗生素使用量占比超过全球抗生素使用量的50%,抗生素的滥用会使畜禽肠道中产生大量的抗生素耐药菌群,并会作为抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的宿主随粪尿排出体外,由此ARGs成为环境中抗生素抗性的重要来源。畜禽源ARGs主要以粪污形式进入环境,通过水平基因转移(horizontal gene transfer,HGT)加剧其对环境生物的威胁。本文系统地介绍了有关畜禽粪污源ARGs水平转移的研究进展,首先阐述了畜禽粪污是环境中抗生素和ARGs重要来源,其次总结了由转化、转导、接合转移和外膜囊泡运输(outer membrane vesicles,OMVs)几种主要的HGT方式所导致的ARGs在环境中的传播;探讨了抗生素、重金属、有机污染物及微/纳塑料等环境中影响ARGs水平转移的因素;指出目前常用的研究水平基因转移的技术手段。本文总结了畜禽粪污源中的新型环境污染物ARGs在畜禽相关环境中的传播现状,可为畜禽粪污源ARGs的污染防治研究提供扎实的理论依据。 展开更多
关键词 畜禽粪污 抗生素抗性基因 水平转移 影响因素 研究技术
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太湖水体中非甾体消炎药的赋存特征及其对细菌群落和抗生素抗性基因的影响
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作者 赵彧 方王凯 +2 位作者 张紫薇 张焕军 李轶 《生态环境学报》 北大核心 2025年第10期1495-1506,共12页
非甾体消炎药(Nonsteroidal anti-inflammatory drugs,NSAIDs)在湖泊水环境的残留已受到广泛关注,但其对于湖泊水体中微生物群落及抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的潜在影响尚未明晰。以太湖西部沿岸区、竺山湾、梅... 非甾体消炎药(Nonsteroidal anti-inflammatory drugs,NSAIDs)在湖泊水环境的残留已受到广泛关注,但其对于湖泊水体中微生物群落及抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的潜在影响尚未明晰。以太湖西部沿岸区、竺山湾、梅梁湾、贡湖湾和湖心区为研究区域,分析了水体中4种典型NSAIDs的赋存特征,利用相关性分析和共现网络分析探究NSAIDs与细菌群落及ARGs的关系,并通过偏最小二乘路径模型(PLS-PM)定量解析NSAIDs对ARGs影响。结果表明,酮洛芬和双氯芬酸是太湖水体中浓度最高的NSAIDs,其质量浓度范围分别为29.0-49.5 ng·L^(-1)和2.4-10.4 ng·L^(-1),且太湖西北部湖区的总NSAIDs浓度高于中东部湖区。不同湖区细菌群落多样性空间差异显著(p<0.05),hgcl clade、Microcystis PCC-7914和CladeⅢ_norank是太湖水体中的优势菌属,其相对丰度的空间差异与NSAIDs趋势一致。太湖不同湖区水体中9种ARGs的总丰度为6.70×10^(10)-1.76×10^(11)copies·L^(-1),其中主要ARGs类型为ermB、mphA和sul1,其空间差异也与NSAIDs具有一致性。此外,NSAIDs与太湖水体中ARGs的潜在宿主呈显著正相关(p<0.05)。偏最小二乘路径模型(Partial least squares path model,PLS-PM)分析结果表明,NSAIDs主要通过增加可移动遗传原件(Mobile genetic elements,MGEs)的丰度促进ARGs的富集,也可通过改变细菌群落多样性进而调控ARGs的赋存与传播。该研究为评估NSAIDs在自然水体中的生态风险提供了科学依据。 展开更多
关键词 太湖 非甾体消炎药 细菌群落 抗生素抗性基因 intI1
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