【摘 要】
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水环境中存在大量重金属和抗生素污染物质,长期存在会诱导环境中菌群产生相应的抗生素抗性基因(ARGs)。ARGs可以在不同种属的细菌之间,以及细菌和环境之间发生转移。城市河流中的ARGs可从农田土壤中的环境细菌传播到动物肠道细菌,通过食物链和人类致病菌扩散影响人类的健康。沉积物是ARGs富集的场所,并且可以通过扩散导致ARGs的二次传播和污染。此外,重金属可以促进微生物中ARGs的迁徙。所以本试验开
【基金项目】
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河北大学创新资助项目基金(编号:HBU2021ss052);
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水环境中存在大量重金属和抗生素污染物质,长期存在会诱导环境中菌群产生相应的抗生素抗性基因(ARGs)。ARGs可以在不同种属的细菌之间,以及细菌和环境之间发生转移。城市河流中的ARGs可从农田土壤中的环境细菌传播到动物肠道细菌,通过食物链和人类致病菌扩散影响人类的健康。沉积物是ARGs富集的场所,并且可以通过扩散导致ARGs的二次传播和污染。此外,重金属可以促进微生物中ARGs的迁徙。所以本试验开展以下研究:以保定市府河流域为研究区域,探究了总石油烃(TPHs)和浮游植物对ARGs分布的影响。采用偏最小二乘路径模型(PLS-PM)和ABT(Aggregated boosted tree)分析方法对城市河流中浮游植物和细菌丰度、TPHs和理化参数进行排序。研究结果表明:1.府河沉积物中主要的ARGs为磺胺类和四环素类抗性基因,其中sul2抗性基因含量最高。2.主要的人类致病菌为梭状芽孢杆菌属(Clostridium)、芽孢杆菌属(Bacillus)和伯克霍尔德菌属(Burkholderiaceae),其与磺胺类耐药基因(sul2、sul A/fol P-01)呈显著相关性。3.PLS-PM分析表明,水体理化因子、TPHs、浮游植物和重金属对沉积物中ARGs分布起决定性作用,沉积物中重金属铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)和细菌群落对ARGs影响显著。4.ABT分析表明,溶解氧(DO)、总氮(TN)和绿藻(Chlorophyta)是影响ARGs分布的主要因素。以环境细菌(大肠杆菌Escherichia coli)为研究对象,通过模拟培养环境细菌生物膜,测定多糖和蛋白含量、生物膜生物量、kana抗性基因丰度、观察生物膜表面形态,探究胞外kana抗性基因和重金属Pb对大肠杆菌生物膜胶状胞外多聚物(Colloidal EPS)、蒴状胞外多聚物(Capsular EPS)和微生物胞内组分中kana抗性基因丰度的影响,从而推断抗生素抗性基因的迁徙情况。研究结果表明:1.大肠杆菌培养84 h时,生物膜生物量最大。2.质粒浓度为0.5(6×10~7 copies/mL),即低浓度的胞外kana抗性基因环境中,重金属Pb浓度为0–160μg/L时,随着重金属浓度的升高,大肠杆菌生物膜胶状胞外多聚物和蒴状胞外多聚物中的kana抗性基因丰度随之升高。3.质粒浓度为0.5(6×10~7copies/mL),即低浓度的胞外kana抗性基因环境中,生物膜生物量、胞外多聚物多糖、蛋白含量与胶状胞外多聚物、蒴状胞外多聚物中的kana抗性基因丰度呈正相关关系。4.重金属Pb在低浓度的胞外kana抗性基因环境中比在高浓度环境中,更容易促进kana抗性基因向大肠杆菌生物膜胞外多聚物中迁徙。
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