抗生素最小抑制浓度法(MICs)评估环境大肠杆菌抗生素抗性

2015年世界卫生组织将抗生素的滥用列为21世纪最大的挑战之一,全球范围内抗生素抗药性的散播已严重威胁人类的健康。如何检测环境中的细菌抗药性,并有效评估抗药性感染的风险,是环境微生物研究的一项重要课题。本文通过改进的培养基微量稀释(broth micro-dilution)法,确定了2个地区(中国成都和美国夏威夷)不同环境来源(天然水系和市政污水)的大肠杆菌的抗生素最小抑制浓度(minimum inhibitory concentrations,MICs)。计算所得的MIC分位数(MIC50和MIC90)、菌体抗性百分比及多抗药性指数(multiple antibiotic resistance indexes,MARIs)显示两地不同环境区划的抗生素抗性存在明显的差异。天然水系(成都锦江)中的抗生素抗性是随时间可变的,与当地的降雨事件相关。环境菌株的抗药性模式通过聚类和非度量多维测度(non-metric multidimensional scaling,NMDS)进行分析。广谱β-内酰胺酶基因筛查显示出抗性基因与抗性表型之间的正相关性。结合现有的两地抗生素的使用数据讨论了两地环境抗生素抗性与当地人类活动及抗生素的使用实践之间的紧密联系。采集环境菌株抗生素MIC数据的实验及数据分析方法实现了环境抗药性的跨时空对比,为规范抗生素的区域性使用提供了指导作用。     

抗生素单一及联合暴露对RP4质粒介导的抗性基因水平转移的hormesis效应研究

抗生素滥用导致的抗性基因(ARGs)泛滥问题引起人们的日益关注。目前关于抗性基因的研究主要集中在环境监测方面,但是关于抗生素对ARGs传播的影响研究还相对缺乏。质粒是ARGs传播的重要载体,因此以基于RP4质粒的大肠杆菌(E.coli)接合转移体系为研究对象,探讨了盐酸四环素、甲氧苄啶、磺胺氯哒嗪、磺胺异唑在单一暴露条件下对RP4质粒接合转移的影响。根据单一暴露的结果设计混合抗生素的浓度比,探究抗生素联合暴露实验对质粒接合转移的影响。结果表明:在单一暴露条件下,只有盐酸四环素对含有四环素抗性的RP4质粒的接合转移频率有低促高抑的hormesis效应;在联合暴露条件下,对RP4质粒接合转移无促进作用的抗生素会抑制四环素的hormesis效应,这一定程度上降低了抗生素的环境风险。并且用受体理论解释了抗生素对质粒接合转移的hormesis效应产生机制,为目前尚无定论的hormesis受体理论机制提供了证据支持。     

高耐磨化学复合镀层的研究

为了改善化学镀Ni-P合金镀层的耐磨性能,提高化学镀Ni-P合金镀层的使用寿命,实验中分别在化学镀液中加入了硬质相SiC粒子、Al2O3粒子以及具有自润滑性能的PTFE粒子,使它们与Ni-P合金一起共沉积,从而制备出具有特殊功效的高耐磨复合镀层.实验结果表明:化学镀Ni-P-SiC以及Ni-P-Al2O3复合镀层由于硬质粒子的加入使镀层的耐磨性比Ni-P镀层提高了6倍左右;Ni-P-PTFE复合镀层的摩擦系数可达0.063,远小于Ni-P镀层0.2的摩擦系数,同时耐磨性能也比Ni-P合金镀层有了较为明显的提高.     

铜污染对土壤细菌群落结构及重金属抗性基因的影响

重金属Cu在土壤中长期积累会对微生物产生毒害作用,为了探究Cu污染对土壤细菌群落及重金属抗性基因的影响,本研究建立了不同Cu浓度(50、100、200、300、500、750和1000 mg·kg-1)的土壤微宇宙,基于高通量测序和荧光定量PCR技术分析比较不同Cu浓度下培养14d后土壤细菌群落及重金属抗性基因的变化....     

给水管网中耐氯分枝杆菌的灭活特性及机制研究

近年来,在饮用水管网中检测到耐受消毒剂的微生物,对于饮用水安全造成威胁.课题组由南方某城市自来水管网中分离出1株耐氯的产黏液分枝杆菌(Mycobacteria mucogenicum),并对其灭活特性和耐氯机制进行了研究.使用自由氯、一氯胺和二氧化氯对其进行消毒实验,测定CT值.99.9%灭活产黏液分枝杆菌时,自由氯的CT值为(76.25±47.55)mg·min·L-1,一氯胺为(1 396±382)mg·min·L-1,二氧化氯为(13.5±4.9)mg·min·L-1.采用透射电镜对产黏液分枝杆菌的消毒过程进行观察,发现消毒后细菌结构疏松,细胞器层次变得不清晰,核心肿胀溶解.产黏液分枝杆菌具有较好的疏水性,测定其表面疏水率为37.2%,远高于其他细菌,使得亲水性消毒剂不易进入细菌内部,是其耐受含氯消毒剂的原因之一.     

钛合金表面微弧氧化涂层在模拟海洋环境下摩擦腐蚀规律研究

目的 研究TC17钛合金及其表面微弧氧化(Microarc Oxidation,MAO)涂层在模拟海洋大气环境下发生摩擦腐蚀行为的规律及特征.方法 利用微弧氧化技术,在TC17钛合金表面原位生长MAO涂层,通过SEM、EDS以及XRD对MAO涂层微观结构、元素分布以及相组成进行检测分析.采用电化学工作站和摩擦腐蚀设备研...     

镁硼硅晶膜改性技术对镍-磷复合镀层组织性能的影响

目的 通过研究镁硼硅晶膜改性技术对镍-磷复合镀层组织性能的影响,开发并提升工业应用价值较高的非晶态镍-磷镀层.方法 采用镁硼硅晶膜改性处理技术,在45#钢基材上制备Ni-P化学镀层,通过扫描电子显微镜等设备,检测处理后镀层的微观形貌、组织结构和耐磨耐蚀性能,结合镁硼硅水体活化表征,分析镁硼硅晶膜改性技术对镍-磷镀层的强...     

实验室模拟海洋环境下印制电路板腐蚀损伤行为

目的 研究实验室模拟海洋环境下,机载设备舱内印制电路板的腐蚀损伤行为和规律.方法 基于实测的某型机机载设备舱海洋环境数据,编制加速腐蚀试验环境谱,针对化学镀镍金印制电路板开展加速腐蚀试验;以宏微观腐蚀形貌、导通电阻以及绝缘电阻等为腐蚀表征行为参数,分析实验室模拟海洋环境下印制电路板腐蚀损伤演变的一般规律.结果 实验室模拟海洋环境下,印制电路板腐蚀首先从元器件引脚、通孔等区域诱发,腐蚀现象严重,严重影响导通电阻和绝缘电阻等电气性能的稳定性.加速腐蚀历程中,印制电路板的导通电阻不断增大,绝缘电阻的阻值不断降低.第6周期,绝缘电阻降低了一个数量级.第14周期,导通电阻的阻值增加了4.32～6.72 m?;绝缘电阻降至0.55～0.78 G?,降低了两个数量级,基本丧失绝缘性能.结论 实验室模拟海洋环境下,印制电路板腐蚀损伤历程可以分为表面镀层腐蚀、基底金属腐蚀发生与扩展、元器件芯腔内腐蚀失效3个阶段.     

鸡粪和猪粪生物发酵过程中抗生素抗性基因的动态变化

畜禽粪便是储存和传播抗生素抗性基因(ARGs)的主要载体.为明确鸡粪和猪粪堆肥过程中ARGs和MGEs相对丰度的变化及影响其消减的关键环境因子,探索减少畜禽粪便堆肥中ARGs含量并降低其污染风险的有效方法,采用实时荧光定量PCR技术和16S rRNA高通量测序技术,测定了鸡粪和猪粪好氧堆肥75 d的过程中,不同阶段10种ARGs和7种可移动遗传元件(MGEs)的丰度变化和细菌群落变化,分析了ARGs和MGEs与细菌群落的相关性和堆体理化性质(温度、含水率、 pH和DOC)变化对ARGs和MGEs丰度的影响.结果表明,猪粪(PM)中ARGs和MGEs丰度显著高于鸡粪(CM).堆肥结束后,两种堆肥中9种ARGs和5种MGEs的相对丰度均显著降低,其中CM中3种ARGs(tetM、tetT和aacA)和4种MGEs(ISEcp1、IS1216、IS613和tnp614)的去除率达到99%; PM中9种ARGs[tetB(P)、tetL、tetM、tetO、tetT、aacA、aadD、aphA3和sat4]及4种MGEs(ISEcp1、IS26、IS1216和tnp614)去除率均达到99%...     

Coastal mudflats as reservoirs of extracellular antibiotic resistance genes: Studies in Eastern China

Despite coastal mudflats serving as essential ecological zones interconnecting terrestrial/freshwater and marine systems, little is known about the profiles of antibiotic resistance genes (ARGs) in this area. In this study, characteristics of typical ARGs, involving both intracellular (iARGs) and extracellular ARGs (eARGs) at different physical states, were explored in over 1000 km of coastal mudflats in Eastern China. Results indicated the presence of iARGs and eARGs at states of both freely present or attached by particles. The abundance of eARGs was significantly higher than that of iARGs (87.3% vs 12.7%), and their dominance was more significant than those in other habitats (52.7%-76.3%). ARG abundance, especially for eARGs, showed an increasing trend (p < 0.05) from southern (Nantong) to northern (Lianyungang) coastal mudflats. Higher salinity facilitated the transformation from iARGs to eARGs, and smaller soil particle size was conducive to the persistence of eARGs in northern coastal mudflats. This study addresses the neglected function of coastal mudflats as eARGs reservoirs.