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强还原处理对土壤中常见抗生素及其抗性基因的影响研究
1
作者
林于蓝
陈厚朴
+5 位作者
于文豪
王宝英
张杨
张金波
蔡祖聪
赵军
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2024年第7期1107-1116,共10页
土壤中抗生素长期累积所引发的抗性致病菌富集以及抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的传播扩散,已成为当前备受关注的环境问题。为研究强还原处理(Reductive soil disinfestation,RSD)对土壤中抗生素及其ARGs的影响,以常用...
土壤中抗生素长期累积所引发的抗性致病菌富集以及抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的传播扩散,已成为当前备受关注的环境问题。为研究强还原处理(Reductive soil disinfestation,RSD)对土壤中抗生素及其ARGs的影响,以常用且难降解的抗生素四环素、土霉素、磺胺嘧啶和磺胺甲恶唑所构建的质量分数为20 mg·kg^(-1)的抗生素混合污染土壤为研究对象,分别设置以玉米秸秆(2%,RCS)、甘蔗渣(2%,RSR)为有机物料的RSD处理,同时设置不处理对照,于处理第7、14、28天进行破坏性采样,利用高效液相色谱和荧光定量PCR技术分析RSD处理过程中抗生素质量分数及ARGs和可移动遗传元件(Mobile genetic elements,MGEs)丰度的变化。结果表明,RSD处理可有效降解土壤中的四环素类和磺胺类抗生素,处理28 d后磺胺类抗生素的降解率为45.2%-100%,优于四环素类的33.5%-57.2%;RSR处理对四环素和磺胺嘧啶的降解效果优于RCS处理,其降解率可达57.2%-64.8%,而RCS处理对土霉素的降解率可达44.7%;两种RSD处理对磺胺甲恶唑的降解率在14 d时即可达100%。RSD处理后土壤中ARGs绝对丰度显著增加,RCS处理的增加作用强于RSR处理;随处理时间延长,tetM、qacH等基因相对丰度在RSD处理中呈下降趋势,一定程度上表明ARGs增加带来的生态负面效应得到缓解。RSD处理可显著降低IS26基因的相对丰度,表明其能通过消减特定MGEs削弱ARGs水平转移能力。综上,RSD处理可有效降解土壤中四环素类和磺胺类抗生素,具有消减土壤中ARGs并降低其传播风险的潜力。研究结果可为解决土壤抗生素污染问题、降低ARGs扩散风险提供一定的理论与技术支持。
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关键词
强还原土壤处理
抗生素
抗生素抗性基因
可移动遗传元件
降解效应
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职称材料
题名
强还原处理对土壤中常见抗生素及其抗性基因的影响研究
1
作者
林于蓝
陈厚朴
于文豪
王宝英
张杨
张金波
蔡祖聪
赵军
机构
南京师范大学
地理
科学学院
南京师范大学生命科学学院
江苏省
土壤
利用
与农业可持续发展工程研究
中心
江苏省地理信息资源开发和利用协同创新中心
出处
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2024年第7期1107-1116,共10页
基金
国家自然科学基金项目(42090065,42307385)
江苏省农业农村污染防治技术与装备工程研究中心开放资金项目(GCZXZD2301)
+1 种基金
江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX22_1568,KYCX23_1720)
南京师范大学学生科学基金项目(NSTW2022056)。
文摘
土壤中抗生素长期累积所引发的抗性致病菌富集以及抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的传播扩散,已成为当前备受关注的环境问题。为研究强还原处理(Reductive soil disinfestation,RSD)对土壤中抗生素及其ARGs的影响,以常用且难降解的抗生素四环素、土霉素、磺胺嘧啶和磺胺甲恶唑所构建的质量分数为20 mg·kg^(-1)的抗生素混合污染土壤为研究对象,分别设置以玉米秸秆(2%,RCS)、甘蔗渣(2%,RSR)为有机物料的RSD处理,同时设置不处理对照,于处理第7、14、28天进行破坏性采样,利用高效液相色谱和荧光定量PCR技术分析RSD处理过程中抗生素质量分数及ARGs和可移动遗传元件(Mobile genetic elements,MGEs)丰度的变化。结果表明,RSD处理可有效降解土壤中的四环素类和磺胺类抗生素,处理28 d后磺胺类抗生素的降解率为45.2%-100%,优于四环素类的33.5%-57.2%;RSR处理对四环素和磺胺嘧啶的降解效果优于RCS处理,其降解率可达57.2%-64.8%,而RCS处理对土霉素的降解率可达44.7%;两种RSD处理对磺胺甲恶唑的降解率在14 d时即可达100%。RSD处理后土壤中ARGs绝对丰度显著增加,RCS处理的增加作用强于RSR处理;随处理时间延长,tetM、qacH等基因相对丰度在RSD处理中呈下降趋势,一定程度上表明ARGs增加带来的生态负面效应得到缓解。RSD处理可显著降低IS26基因的相对丰度,表明其能通过消减特定MGEs削弱ARGs水平转移能力。综上,RSD处理可有效降解土壤中四环素类和磺胺类抗生素,具有消减土壤中ARGs并降低其传播风险的潜力。研究结果可为解决土壤抗生素污染问题、降低ARGs扩散风险提供一定的理论与技术支持。
关键词
强还原土壤处理
抗生素
抗生素抗性基因
可移动遗传元件
降解效应
Keywords
reductive soil disinfestation
antibiotics
antibiotic resistance genes
mobile genetic elements
degradation effects
分类号
X53 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
强还原处理对土壤中常见抗生素及其抗性基因的影响研究
林于蓝
陈厚朴
于文豪
王宝英
张杨
张金波
蔡祖聪
赵军
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2024
0
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