华东地区某饮用水源地中磺胺类抗性基因的分布特征

饮用水源中检测到的抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)对饮用水质安全和人体健康产生的潜在威胁受到广泛关注.在掌握了华东地区某饮用水源地13种磺胺类抗生素的污染特征基础上,进一步采用定性PCR和荧光定量PCR解析该饮用水源水和底泥中磺胺类ARGs(sul1、sul2)以及抗性基因可转移元件Ⅰ型整合酶基因(int I1)的分布特征.结果表明,3种基因在该饮用水源水和底泥中均100%检出,sul1基因是该饮用水源地中检出含量最高的磺胺类ARGs,在水源水中含量范围为1.5×104~6.4×105copies·mL~(-1),底泥中则高达1.6×108copies·g~(-1),较sul2、int I1基因分别高0.6~2.2、0.5~1.9个数量级.sul1、sul2和int I1基因在该水源地入水口和出水口处的绝对含量无显著差别,而在底泥中sul1、sul2和int I1基因的绝对含量则是出水口高于入水口.sul1在夏季水源地出水口的检出含量最高,为6.4×105copies·mL~(-1);int I1基因在冬季的检出含量高于其他季节.sul1基因与13种磺胺类抗生素具有相关性(r=0.69,P0.05),其中与磺胺甲唑的含量显著相关(r=0.79,P0.01);int I1与sul1、sul2的相对含量之间也存在正相关关系(r为0.80和0.73,P0.05),这表明int I1在磺胺类ARGs的水平转移过程中起到了重要作用.本研究为典型饮用水源地中ARGs的污染现状提供基础数据,也为管控饮用水环境的抗性基因污染和制定管理决策提供依据.     

土壤中抗生素抗性基因的分布及迁移转化

为明晰土壤中抗生素抗性基因的存在及传播状况,并为开展抗生素抗性基因土壤污染的风险评价工作提供科学的理论依据.本文根据抗生素抗性基因存在和转移的理论基础,结合国内外研究进展,详细阐述了土壤中抗生素抗性基因的来源、分布传播及其影响因素,发现已有研究对外源抗生素抗性基因在土壤中的丰度和种类变化的研究较为深入,而对其在土壤中的空间分布特征、传播扩散及行为机理等研究工作尚处于起步阶段.因此提出未来土壤抗生素抗性基因的研究重点应为掌握抗生素抗性基因的空间分布、溯源、迁移转化规律及其关键制约因子,并建立相应的数量关系.     

重金属胁迫对植物的毒害及其抗性机理研究进展

本文综述了在重金属胁迫下对植物的毒害（影响植物根系生长、增大细胞膜透性、破坏植物抗氧化酶系统和光合系统、对基因产生毒害等）及植物由此而产生的抗性反应（激活金属络合蛋白、竞争结合位点、重金属的细胞分布区域化、诱导产生根系分泌物等），并展望了今后的研究重点。     

桐花树幼苗叶片生理生态指标对气态汞胁迫的响应

桐花树是我国主要的广布种红树植物,具有泌盐性。通过胁迫实验,研究桐花树幼苗叶片生理生态指标对气态单质汞(Hg0)胁迫的响应,以期了解红树植物吸收和富集气态汞的机制。结果表明:气态汞胁迫造成桐花树叶片可溶性糖含量、过氧化物酶(POD)活性下降;而丙二醛(MDA)、脯氨酸、超氧化物歧化酶(SOD)等指标上升;叶绿素含量、过氧化氢酶(CAT)活性出现先升高后降低的趋势,还原型谷胱甘肽(GSH)含量则先降低后升高。总之,虽然Hg0胁迫可增加桐花树幼苗叶的膜质过氧化程度,影响其生理代谢活动,但其叶片可通过调节抗氧化酶活性及还原型谷胱甘肽含量来提高自身抗氧化能力,进而提高对Hg0的抗性。     

淡水环境中抗生素抗性基因的来源、归趋和风险

近年来淡水体中抗生素耐药菌及抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的广泛分布和快速传播已成为全球性的环境健康热点问题,国内外学者围绕淡水环境中ARGs的主要来源、多介质分布、转移机制及ARGs与微生物群落的互作机制开展了一系列研究.本文综述了医疗废水、污水处理厂尾水和养殖废水作为淡水环境中ARGs主要来源的关键作用,分析了国内外淡水环境中ARGs多介质分布和归趋特征,阐明了淡水环境中ARGs传播扩散途径和归趋影响因子,归纳了ARGs风险形成机制与评价方法,提出了未来关于淡水环境中ARGs的研究热点和趋势,以期为ARGs环境与健康风险管控提供参考.目前关于ARGs产生过程与归趋特性的认识仍相对局限,ARGs在水生食物链中动态归趋特征、传播扩散过程和暴露风险形成机制的相关研究亟待加强,淡水环境ARGs生态健康风险的系统评估方法也需尽快建立.     

畜牧场土壤中重金属与抗生素抗性基因的分布规律研究

为研究畜牧场土壤中重金属和抗生素抗性基因(ARGs)的空间分布特点,揭示二者之间的相关性,为后续特色黑土的修复治理提供基础理论依据.结合GIS优化布点,在黑龙江省大庆市杜尔伯特蒙古族自治县某畜牧场园区分别采集内部10 cm和50 cm深度的土壤.采用原子吸收光谱仪和原子荧光分光光度计检测8种重金属含量,用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对重金属进行污染评价;通过实时荧光定量 PCR技术检测土壤中的28 种 ARGs,运用 Pearson 分析重金属与ARGs的相关性,同时对二者之间的相似性进行聚类分析. 10 cm和50 cm土壤的单因子污染指数分析显示,As均属于重度污染等级( Pi＞3),其他7种元素属于安全等级( Pi≤1),内梅罗综合污染指数均属于重度污染等级( P综＞3). 28种ARGs污染分布差异较大,除β-内酰胺类ARGs随土壤深度的增加污染程度呈增大的趋势,其余都呈减小的趋势;50 cm土层中blaTEM的相对丰度较高,约为0.65 拷贝数/16S rRNA基因拷贝数.相关性分析表明,杜蒙园区土壤中sul2与tetX、 tetR、 tetW、 tetC和tet34分别与重金属Cr、As、Pb和Cd存在一定程度的相关性( P＜0.05);重金属污染程度较重的As和Cr对ARGs的选择压力相似.畜牧场中重金属污染严重,ARGs污染水平亟待推行评价标准,为后续恢复受污染的特色黑土的生态功能提供依据.     

抗生素环境行为及其环境效应研究进展

抗生素作为一类抗菌性药物广泛用于预防和治疗人类和动物疾病,并且在畜牧和水产养殖业中用于促进动物的生长.进入人和动物体内的抗生素不能被生物体完全吸收,大部分以原药或代谢物的形式经由尿液和粪便排出体外进入环境中.抗生素是环境中一类新型污染物,由于其使用量大和诱导产生抗生素耐药菌株,对人类健康和生态环境构成威胁,近年来受到日益广泛的关注.抗生素诱导产生的抗性基因(ARGs)也已经被定义为环境中一类新型污染物.本文介绍了抗生素的使用现状、环境来源以及不同环境介质中抗生素的分析方法和污染现状,并且对其吸附降解行为、毒性效应以及ARGs进行了讨论,最后指出了目前研究中存在的问题,并对未来研究进行了展望.在今后,应该更加系统地研究环境中抗生素的污染现状及其迁移转化等行为;开展低剂量长期慢性毒性和复合毒性效应研究;加强对环境中ARGs的污染现状和环境行为研究.