鋅對(duì)土壤菌群及抗生素抗性水平轉(zhuǎn)移有關(guān)基因的影響.pdf

1、抗生素抗性基因（Antibiotic Resistance Genes，ARGs）作為一種新型環(huán)境污染物，主要存在于微生物體內(nèi)或裸露在外，它不僅可以在環(huán)境中持久性殘留，而且還可以通過水平遷移在不同環(huán)境介質(zhì)中傳播、擴(kuò)散，產(chǎn)生潛在生態(tài)危害。土壤作為一種重要的環(huán)境介質(zhì)，其中的重金屬和抗生素復(fù)合污染現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，因此有必要對(duì)土壤環(huán)境中的抗生素抗性菌、抗性基因及可移動(dòng)遺傳元件對(duì)重金屬的響應(yīng)特征進(jìn)行探究。
　　本文針對(duì)土壤重金屬驅(qū)動(dòng)抗生素抗性

2、基因水平轉(zhuǎn)移傳播的現(xiàn)象，在實(shí)驗(yàn)室條件下，向采集于國家種質(zhì)鎮(zhèn)江桑樹圃的土壤中噴施不同濃度的硫酸鋅溶液，處理不同時(shí)間后取樣分析。Miseq高通量測序結(jié)果表明，高濃度的重金屬鋅對(duì)土壤長時(shí)間處理會(huì)降低土壤微生物的多樣性和豐度，但在一定程度上能夠促進(jìn)抗性優(yōu)勢菌群的生長繁殖。不同濃度重金屬鋅處理的土壤樣品中，門水平上的物種類別差異不大，變形菌門（Proteobacteria）是所有樣品中的主要優(yōu)勢門類；在屬水平上，不同樣品所含的物種類別差異較大，但

3、Flavisolibacter，芽單胞菌屬（Gemmatimonas），Gp4，Gp6為共同的優(yōu)勢屬類。聚類分析發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)重金屬鋅濃度相近的樣品之間微生物群落結(jié)構(gòu)相似度較高，但也有例外，比如重金屬鋅濃度為100和1000 mg/kg處理2個(gè)月的樣品2（100）和2（1000）相似度高于0.6。綜合分析表明，鋅離子濃度對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響要大于處理時(shí)間對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)的影響。
　　利用抗生素選擇性培養(yǎng)基篩選法，從樣品中分離篩

4、選出7株不同的抗生素抗性菌（分別命名為：C1、STZ2、S3、N2、G1、G2、G5），經(jīng)鑒定抗性菌C1、G2屬于假單胞菌屬（Pseudomonassp.），N2、G1屬于芽孢桿菌屬（Bacillus sp.），S3屬于短波單胞菌屬（Brevundimonas sp.），STZ2屬于卡斯特蘭尼氏菌屬（Castellaniella sp.），G5屬于節(jié)桿菌屬（Arthrobactor sp.）。七種抗生素藥敏試驗(yàn)結(jié)果表明，7株菌均有多重耐

5、藥性和不同程度的重金屬鋅與抗生素交叉抗性；鋅離子與抗生素之間的相互作用（協(xié)同抗性或是協(xié)同殺菌）不僅與重金屬鋅的濃度有關(guān)，而且與抗生素和細(xì)菌的種類也有關(guān)系。慶大霉素和新霉素與50~150 mg/kg的重金屬鋅共存時(shí)，對(duì)細(xì)菌STZ2和C1的生長曲線的影響主要表現(xiàn)為菌株的適應(yīng)期延長，對(duì)數(shù)期延后，穩(wěn)定期生長量減少。
　　利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)對(duì)土壤中包括氨基糖苷類抗性基因，可移動(dòng)遺傳元件轉(zhuǎn)座子和Ⅰ類整合子的21個(gè)基因在內(nèi)的豐度進(jìn)行相對(duì)

6、定量，發(fā)現(xiàn)氨基糖苷類抗性基因aacA/aphD，aac(6')-Iy，aac(6')-II，spcN，轉(zhuǎn)座酶基因tnpA和整合子基因int11均在重金屬鋅濃度為800和1000 mg/kg時(shí)基因豐度明顯上升，整合酶基因int11的豐度最高可達(dá)對(duì)照的1851倍。結(jié)果表明，環(huán)境中高濃度的重金屬鋅與氨基糖苷類抗性基因及可移動(dòng)遺傳元件轉(zhuǎn)座子和整合子之間能夠形成共選擇作用，促使氨基糖苷類抗性基因與可移動(dòng)遺傳元件轉(zhuǎn)座子和整合子的基因豐度上升，有利于