上海沙田湖养殖区及周边水体中氟喹诺酮类抗性基因的分布特征及其与环境因子关系

集约化水产养殖区常被认为是水体抗生素和抗性基因的主要潜在来源,然而对其该类水体中抗生素和抗性基因污染情况的研究仍相对匮乏.本文以上海市沙田湖养殖区及周边水体为调查对象,利用宏基因组学高通量测序技术,于2020年9月对水体中的氟喹诺酮类抗生素(fluoroquinolones,FQs)和氟喹诺酮类抗性基因(fluoroquinolones antibiotic resistance genes,FQs-ARGs)的种类和丰度进行了调查,并利用多元统计分析方法研究了水体理化因子和FQs对FQs-ARGs的影响.结果表明,沙田湖养殖区及周边水体共检测出5类耐药机制、共46种FQs-ARGs,其中各水体共有基因为44种.抗性基因mfd和patA在养殖水体和周边水体中均为优势抗性基因,抗生素抗性基因变异或突变为优势耐药机制.养殖水体和周边河湖水体、不同养殖品种水体之间FQs-ARGs的平均丰度无显著差异(P＞0.05).偏冗余分析(pRDA)表明,除了诺氟沙星和环丙沙星2种抗生素外,水体电导率(Spc)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、溶解氧(DO)、pH和叶绿素a(Chl-a)等环境因子是影响水体中FQs-ARGs组成与分布的关键性因子,且非抗生素因子的总贡献率远高于抗生素.     

反硝化微生物燃料电池的基础研究

在启动双室型反硝化微生物燃料电池的基础上,研究了阴极溶解氧及外电阻对其产电性能和污染物去除效果的影响.结果表明,以乙酸钠为阳极电子供体,硝酸钠为阴极电子受体,在25℃的环境温度下,采用先间歇后连续培养的方式,42d内成功启动了反硝化微生物燃料电池.在阴极进水含氧的情况下,氧和硝酸盐可共同用作阴极电子受体.在较小电流密度区域内,氧是阴极的主要电子受体,相应的最大功率密度为26.0W/m3NC;电流密度增加到一定程度后,硝酸盐逐步变为阴极的主要电子受体,相应的最大功率密度为20.9W/m3NC.外阻变化对COD去除及反硝化程度影响较小,阳极COD去除负荷维持在1.2kg/(m3NC·d)左右,出水NO-2-N保持在0.05mg/L以下;但外阻减小有利于提高阴极脱氮效果,外阻为5 Ω时NO-3-N去除负荷达0.111kg/(m3NC·d).     

抗铬菌株的筛选鉴定及其生物学特性和吸附特性

利用微生物分离纯化技术,在培养基中加入不同浓度的Cr3+、Cr6+,经过长时间驯化,从污染土壤中筛选出2株对Cr具有较高抗性的菌株(A和B),对其进行了形态、生理生化特性及分子生物学鉴定,并研究了其最佳生长条件及对Cr3+的生物吸附规律。结果表明,菌株A和B分别为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)和米根霉菌(Rhizopus oryzae)。菌株A和B的最适生长pH值均为7,最适生长温度均为30℃,最佳装液量为80~100 mL(250 mL摇瓶)。在培养时间一定时,随着Cr3+浓度的增加,菌株对Cr3+的吸附率减少,而生物吸附量则逐渐增大;在Cr3+浓度一定时,随着培养时间的延长,菌体对Cr3+的吸附率呈现出先增加后减少的趋势,这与生物吸附量的变化趋势基本一致。在Cr3+浓度为100 mg/L时,菌株A和B对Cr3+的吸附率达到最大,分别为51.47%和46.36%。     

北京蔬菜地土壤中抗生素抗性基因与可移动元件的分布特征

为揭示北京地区蔬菜土壤中抗生素抗性基因与可移动元件的分布特征应用高通量荧光定量PCR方法(HT-qPCR),选取北京3个区5个蔬菜基地进行调查研究.在蔬菜基地土壤中共检测到92～121种抗生素抗性基因,4～6种可移动元件,抗生素抗性基因及可移动元件按区分开.各蔬菜基地中共有且丰度较高的抗生素抗性基因型为:多重耐药类oprD、acrA-04和acrA-05,大环内酯类-林肯酰胺类-链阳性菌素B类抗生素抗性基因(MLSB)酰胺酶类fox5,万古霉素类vanC-03;共有可移动元件为intI1.蔬菜基地土壤中共检测到7种抗生素,含量较高的抗生素种类为恩诺沙星(ENR)、诺氟沙星(NOR)、土霉素(OTC)、磺胺甲噁唑(SMX).顺义区S1与S2蔬菜基地土壤中抗生素的种类与丰度均最高,依次是通州区T蔬菜基地、昌平区C2与C1蔬菜基地.相关性分析表明,蔬菜基地土壤中抗生素抗性基因丰度与抗生素丰度存在显著正相关(P <0.05).研究结果可为后续控制抗生素抗性基因的传播提供基础理论数据.     

连续施用发酵猪粪对土壤中四环素抗性基因数量的影响

为了研究连续施用发酵猪粪之后,土壤中抗性基因的数量以及发酵猪粪的施用量对土壤抗性基因的影响,采用实时荧光定量PCR方法,对稻麦轮作模式下连续6年施用4.5t/hm2和9.0t/hm2发酵猪粪的土壤进行了四环素抗性基因(TRGs)的检测和定量分析.在施用发酵猪粪的土壤中能够检测到9种TRGs.施用发酵猪粪显著增加了土壤中tet G、tet L、tet B(P)、tet O、tet W的绝对数量,其中tet B(P)、tet W、tet O的绝对数量受到了施肥用量的影响;而tet Z、tet C和tet S的绝对数量则没有受到施肥的影响.上述8种TRGs在同一施肥处理的0~5cm、5~10cm以及10~20cm土壤中的相对丰度分布均无显著差异.发酵猪粪的施用也显著增加了tet G、tet L、tet B(P)和tet O的相对丰度,但是仅有tet O的相对丰度受到了施肥用量的显著影响.本研究表明,在稻麦轮作模式下,农田土壤中的TRGs数量会受到发酵猪粪中残留TRGs的影响,连续施用该粪肥会显著增加土壤中tet G、tet L、tet B(P)和tet O的绝对数量和相对丰度.因此,需要优化畜禽粪堆肥发酵工艺,以减少抗性基因在粪肥中的残留.     

Degradation of extracellular genomic,plasmid DNA and specific antibiotic resistance genes by chlorination

Extracellular DNA structure damaged by chlorination was characterized. Integrity of extracellular ARG genetic information after chlorination was determined. Typical chlorine doses will likely effectively diminish extracellular DNA and ARGs. Plasmid DNA/ARGs were less readily broken down than genomic DNA. The Bioanalyzer methodology effectively documented damage incurred to DNA. There is a need to improve understanding of the effect of chlorine disinfection on antibiotic resistance genes (ARGs) in order to advance relevant drinking water, wastewater, and reuse treatments. However, few studies have explicitly assessed the physical effects on the DNA. Here we examined the effects of free chlorine (1–20 mg Cl₂/L) on extracellular genomic, plasmid DNA and select ARGs. Chlorination was found to decrease the fluorometric signal of extracellular genomic and plasmid DNA (ranging from 0.005 to 0.05 mg/mL) by 70%, relative to a no-chlorine control. Resulting DNA was further subject to a fragment analysis using a Bioanalyzer, indicating that chlorination resulted in fragmentation. Moreover, chlorine also effectively deactivated both chromosomal- and plasmid-borne ARGs, mecA and tetA, respectively. For concentrations >2 mg Cl₂//L × 30 min, chlorine efficiently reduced the qPCR signal when the initial concentration of ARGs was 10⁵ copies/mL or less. Notably, genomic DNA and mecA gene signals were more readily reduced by chlorine than the plasmid-borne tetA gene (by ~2 fold). Based on the results of qPCR with short (~200 bps) and long amplicons (~1200 bps), chlorination could destroy the integrity of ARGs, which likely reduces the possibility of natural transformation. Overall, our findings strongly illustrate that chlorination could be an effective method for inactivating extracellular chromosomal- and plasmid-borne DNA and ARGs.     

裂解温度和离子强度对不同来源生物炭胶体释放行为的影响

近年来环境中生物炭胶体形成受到广泛关注,它是生物炭在环境中物理分解作用的重要过程,对污染物迁移有着重要影响.然而,目前对生物炭胶体释放过程和影响因素的研究甚少,人们对生物炭胶体释放机理的认识还很有限.本研究以小麦秸秆和花生壳为生物质来源,系统地探讨了生物炭的裂解温度(300～700℃)和溶液离子强度(0.1～10 mmol·L^-1)对生物炭胶体产率的影响.结果表明,随着裂解温度的升高,生物炭的耐磨性增强,且在较高的裂解温度下(≥500℃)花生壳生物炭的耐磨性显著强于小麦秸秆生物炭.生物炭的胶体产率受到生物质来源和裂解温度的显著影响,花生壳生物炭的胶体产率低于小麦秸秆生物炭,高温裂解(≥600℃)生物炭的胶体产率显著低于中低温裂解生物炭.在相同溶液离子强度下,生物炭胶体产率与其亚微米级碎片率呈显著正相关(p<0.05),即生物炭中亚微米级碎片率越高,生物炭胶体产率越高.当溶液离子强度从1 mmol·L^-1增加到10 mmol·L^-1时,两种来源生物炭的胶体产率均显著降低,其降低的程度因生物炭裂解温度而异,其中低温裂解...     

植物重金属伤害及其抗性机理

讨论了二个问题：（1）重金属对植物伤害效应及伤害机理。其中包括重金属对植物细胞质膜透性,水分代谢、光合作用、呼吸作用、碳水化合物代谢、氮素代谢、核酸代谢、植物激素等生理生化过程,生境以及矿质营养的伤害效应,在伤害机理中讨论了植物体内原有的离子平衡系统,大分子物质活性和自由基与伤害的关系。（2）植物对重金属抗性及抗性机理。其中包括植物对重金属的抗性概念,例证,分类,抗性机理包括植物限制重金属离子吸收,重金属与体外分泌物结合,重金属的排除,根系富集,与细胞壁结合,在液泡中积累,形成类－金属硫蛋白或植物络合素,加强抗氧化系统等与植物抗性的关系,参85     

石油生物脱硫技术研究进展

生物脱硫技术由于具有条件温和、能耗低等优势受到人们关注。对生物脱硫新型微生物的筛选方向、生物脱硫技术中脱硫菌生长以及脱硫限制、传质限制等因素及其近期研究进展等方面进行了介绍,以期促进生物脱硫技术的研究深度。     

LACTOSE NEGATIVE ESCHERICHIA COLI FROM RANGELAND STREAMS: SOURCE,ANTIBIOTIC RESISTANCE,AND COLICINOGENICITY1

ABSTRACT: Lactose-negative Escherichia coil from cattle feces appeared as yellow, atypical colonies on m-FC medium plates with water samples from rangeland streams. The lactose-negative E. coil may impact stream water quality analyses if infrequent samples are collected; are less antibiotic resistant than the lactose-positive E. coili isolated from rangeland streams; and are colicinogenic toward all the laboratory strains of E. coil examined and toward 61 percent of the lactose-positive E. coil rangeland-stream isolates that were tested. This latter result could explain the potentially low degree of antibiotic resistance transfer from lactose-positive to lactose-negative E. coil. In addition, the colicinogenicity of the lactose-negative E. coil may interfere with microbiological water quality analyses that depend upon lactose fernientations with mixed populations of coliforms.