施用糞肥的設施菜地土壤中抗生素及抗性基因多樣性及豐度的研究.pdf

1、抗生素作為20世紀最重要的發(fā)現(xiàn)之一，在保障人類及動物健康以及促進畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展方面起著不可替代的作用。然而，由于抗生素的誤用和濫用，使得大量的抗生素以原藥或代謝物的形式隨人或動物體的排泄而進入環(huán)境，導致環(huán)境中，特別是土壤環(huán)境和水環(huán)境中存在大量抗生素殘留，進而增加了土壤或水環(huán)境中微生物的抗性壓力，加速了大量抗性微生物的產(chǎn)生。抗性微生物對抗生素產(chǎn)生耐藥性的主要原因是其攜帶有各種抗生素抗性基因，因此，抗生素的大量使用直接或間接增加了環(huán)境中抗性

2、基因的含量。設施菜地是使用畜禽糞便較為頻繁的場所，因此，研究設施菜地土壤中抗生素含量、耐藥菌數(shù)量以及抗性基因的含量是十分必要的。
　　本研究采集了山東濰坊、泰安、濱州、東營四個地區(qū)長期使用糞肥的9個典型設施菜地土壤，研究了設施菜地土壤中抗生素及抗性基因含量等。本實驗選取了四類抗生素進行實驗，利用固相萃?。⊿olid Phase Extraction，SPE）以及高效液相色譜（High Performance Liquid Chro

3、matography，HPLC）檢測的方法，檢測了土壤樣品中三種抗生素的含量；另外，對土樣中含有的可培養(yǎng)細菌進行了數(shù)量的統(tǒng)計及菌種的鑒定；選取了五類共12種抗性基因和可移動遺傳元件（MGE）利用real-time qPCR定量檢測的方法對其豐度進行了測定。最后，將抗性基因的含量與土樣理化性質、抗生素含量、耐藥菌的數(shù)量以及MGE的含量進行綜合分析。該論文的主要研究結果如下：
　　（1）在土壤樣品抗生素含量檢測實驗中，強力霉素在所有土

4、壤樣品中均有檢出，濃度范圍在52.37μg/kg~428.16μg/kg之間；磺胺二甲嘧啶除了在土樣S4中沒有檢出外，其他土樣中均有檢出，濃度范圍在14.12μg/kg~81.31μg/kg之間；泰樂菌素只在S0、S2、S3、S4和S8這5個土壤樣品中有檢出，濃度范圍為70.01μg/kg~482.36μg/kg。
　　（2）在可培養(yǎng)抗生素耐藥菌實驗中，土樣中的耐藥菌對抗生素的耐藥性因抗生素種類和濃度的不同而在數(shù)量上呈現(xiàn)出較大差異

5、。在未使用過糞肥的土樣S0中，細菌對抗生素仍有一定的抗性存在，長期使用糞肥的菜地土樣S1~ S9耐藥率要高于土樣S0。隨著抗生素濃度的增加，細菌耐藥率逐漸降低。土壤耐藥菌對四種抗生素的耐藥率大小依次為：磺胺二甲嘧啶>泰樂菌素>恩諾沙星>強力霉素。
　　（3）在抗生素耐藥菌分離鑒定實驗中，共篩選出強力霉素耐藥菌12個屬，17個種，優(yōu)勢菌株為鏈霉菌屬；篩選出磺胺二甲嘧啶耐藥菌9個屬，16個種，優(yōu)勢耐藥菌為芽孢桿菌屬；篩選出恩諾沙星耐藥

6、菌9個屬，16個種，優(yōu)勢菌株為微桿菌屬；篩選出泰樂菌素耐藥菌9個屬，12個種，優(yōu)勢菌株為寡養(yǎng)單胞菌屬和假單胞菌屬。芽孢桿菌屬、金黃桿菌屬和假單胞菌屬屬于多重耐藥菌。
　　（4）在選取的五類共16種抗性基因中，tetW、tetM、tetO、sul1、sul2、qepA、qnrB、qnrS、ermB、ermF的檢出頻率均為100％。在定量實驗中，各種抗性基因在不同土樣中的含量存在較大差異。四環(huán)素類抗性基因中，tetM的含量最高，磺胺類

7、抗性基因中sul2的含量較高，喹諾酮類抗性基因中，qepA的含量相對較高，大環(huán)內酯類抗性基因中，ermF的含量相對較高?？梢苿釉ntI1的含量相對較高。各抗性基因總量關系為：磺胺類>大環(huán)內酯類>四環(huán)素類>喹諾酮類。
　　（5）從土樣理化性質方面分析，土樣pH值與恩諾沙星耐藥菌數(shù)量之間呈現(xiàn)極顯著相關，重金屬含量與喹諾酮類抗性基因qnr呈現(xiàn)極顯著相關；從抗生素含量角度分析，土樣中強力霉素含量與泰樂菌素的含量及磺胺類抗性基因的含量s