生物炭添加对土壤中抗生素和抗性基因的环境行为影响研究进展

近年来,土壤抗生素和抗性基因污染已成为我国新兴的环境问题,生物炭作为土壤改良剂施用到土壤后会影响抗生素和抗性基因的环境行为。本文从我国土壤中抗生素和抗性基因污染现状和潜在风险出发,概述了生物炭添加土壤对抗生素的吸附、解吸及老化的影响,分析了生物炭特性、土壤类型、抗生素种类,和温度、pH值、共存物质等吸附条件对生物炭添加土壤吸附抗生素的影响,阐述了生物炭添加对土壤中抗生素和抗性基因迁移、消散、生物有效性,以及酶和微生物的影响,并对生物炭控制土壤中抗生素和抗性基因的研究前景进行了展望,拟为土壤中生物炭调控技术的发展提供参考。     

酚类环境内分泌干扰物微生物降解研究进展

环境内分泌干扰物(EDCs)又名环境激素,具有类似激素的结构和效应,能够干扰生物体的内分泌系统,危害人类和动物健康.聚焦典型酚类EDCs,包括烷基酚(APs)、双酚类(BPs)和氯酚(CPs)的微生物降解研究.受污染的土壤、河流、沉积物或活性污泥中存在并可分离出能够有效降解酚类EDCs的细菌和真菌,这些降解菌在污染土壤或水体的生物原位修复,去除废水中酚类EDCs等方面具有良好的应用前景.系统综述了好氧和厌氧条件下酚类EDCs的降解功能菌及其降解途径,总结了酚类EDCs的降解功能酶和功能基因,包括参与羟化作用的单加氧酶和羟化酶、参与环裂解的双加氧酶和还原脱氯过程需要的还原脱卤酶等,旨在为推动高效削减酚类EDCs的微生物法技术创新提供科学依据.     

不同作物农田土壤抗生素抗性基因多样性

土壤作为地球关键带最为活跃的组成部分,在保障粮食安全和维持生态环境平衡中发挥着重要作用.农田土壤抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)污染特征和传播扩散机制受到了广泛的关注.为全面探究不同作物种植情况下农田土壤抗生素抗性基因污染特征,明确不同作物农田土壤抗性基因的多样性及其影...     

微塑料对河水抗生素抗性基因的影响

微塑料和抗生素抗性基因都是环境中的新型污染物,两者的复合污染引发了一定的生态环境风险,成为近年的研究热点.本文采集了城市郊区河水,添加不易降解微塑料(聚氯乙烯,PVC)和水溶性微塑料(聚乙烯醇,PVA)进行曝气培养实验,采用高通量定量PCR技术,研究微塑料对河水抗生素抗性基因的影响.结果表明,空白对照河水、添加PVC的...     

低温热解对有机肥中抗生素及抗性基因的消减研究

为研究低温热解作用下有机肥中抗生素和抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)的消减规律,利用高分辨液相色谱-串联质谱技术和荧光定量PCR(real-time fluorescent quantitative polymerase chain reaction, Real-time PCR)技术分别测定热解前后有机肥中抗生素和ARGs含量。结果发现,80~250 ℃低温热解后抗生素总量降低,去除率在11.63%~47.32%之间。热解温度与抗生素熔点对有机肥中抗生素去除影响显著：热解温度越高,对抗生素的去除效果越好;抗生素熔点越低,去除越彻底。80~250 ℃低温热解对ARGs丰度和水平转移有强烈抑制作用。温度升高,对ARGs的去除效果不断增强,去除率最高可达99%;可移动元件平均去除率高达90%,在250 ℃下,几乎被完全去除;大肠杆菌指示基因uida在各个温度下的平均去除率均达到99%以上。添加硅藻土和沸石与单一有机肥相比,在80~150 ℃对抗生素和ARGs的去除分别发挥促进和抑制作用;在250 ℃显著抑制了抗生素的去除。本研究揭示了不同热解温度对抗生素和ARGs的影响,为有机肥中抗生素和ARGs的低温热解阻控技术提供理论依据。     

新兴污染物对抗生素抗性基因水平转移的影响

抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)引起的抗生素耐药性问题被列为新兴环境污染问题,对生态环境和人类健康构成严重威胁。当前备受关注的环境新兴污染物(如内分泌干扰物、重金属、微塑料、纳米塑料等)都可以通过水平基因转移单独或协同促进ARGs在环境中的传播、转移和扩散。新兴污染物如何影响ARGs的水平转移过程已成为备受关注的研究热点。本文全面综述了ARGs的来源及水平基因转移的3种经典方式(接合、自然转化和转导),总结了新兴污染物影响ARGs水平转移的规律及潜在机制,以充分认识ARGs在生态系统中的传播动态与最终命运,有助于全面了解新兴污染物在ARGs传播中的作用。最后提出了目前ARGs水平转移的阻断措施和研究的局限性,并为未来研究提出了相关建议,以便制定有效策略防控并阻断ARGs在环境中的传播过程。     

动物粪便对紫色土中人类致病菌传播的影响

畜禽粪肥进入土壤会促进抗生素耐药性的传播,在传播过程中一旦人类致病菌获得抗生素耐药性,将对人类健康造成巨大威胁。本研究采用高通量测序技术,探究施加猪粪或鸡粪肥后紫色土中致病菌水平及其与抗生素抗性基因的共生关系。结果表明,与未施肥土壤相比,施加粪肥可明显改变土壤细菌群落结构。施加猪粪土壤中的致病菌丰度显著高于施加鸡粪土壤与未施肥土壤。施加粪肥后土壤中致病菌丰度随培养时间增加而减少,可能与土壤生态系统本身的自我净化功能有关。羊布鲁氏杆菌、毕氏梭菌、产气荚膜梭菌与多种抗生素抗性基因显著相关。致病菌相对丰度变化与细菌群落结构有显著相关关系(P<0.01)。细菌群落与土壤理化性质对致病菌相对丰度变化的解释率可达70.6%,可知二者是造成致病菌相对丰度变化的主要因素。综上所述,施加畜禽粪便可增加土壤中致病菌丰度与多样性,同时致病菌与多种抗生素抗性基因存在共生关系。     

稀有鮈鲫神经发育相关基因的克隆、同源性分析及组织分布

作为重要的本土模式鱼类,稀有鮈鲫神经发育相关的生物学背景几乎空白,导致其在神经毒性评价方面的应用受到限制。本文从稀有鮈鲫脑部克隆得到了神经发育相关的神经生长因子(nerve growth factor;ngf)、脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor;bdnf)、胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein;gfap)、髓鞘相关糖蛋白(myelin-associated glycoprotein;mag)、P0蛋白(myelin protein zero;mpz)、微管蛋白α1(α1-tubulin)和Y染色体性别决定基因10(SRY-box containing gene 10;sox10)等基因的片段,并对其进化树及表达谱进行了分析。序列分析表明,bdnf的核苷酸序列与鲫鱼、鲤鱼的同源性最高,均为98%;gfap、ngf、mag和α1-tubulin与斑马鱼的同源性最高,分别为95%、92%、92%和96%;mpz与黑头软口鲦的同源性最高,为94%;sox10与鳙鱼同源性最高,达97%。表达谱分析结果表明,ngf、bdnf、mag、mpz、α1-tubulin和sox10基因均在脑组织中表达量最高,gfap在脊髓中表达量最高,上述结果为这一模式鱼类在神经发育学和神经毒性效应评价方面的应用奠定了基础。     

抗生素在地下水系统中的环境行为及生态效应研究进展

抗生素在环境中的残留已引起广泛关注。随着对地下水污染的报道日益增多,抗生素对地下水系统的潜在影响不容忽视。本文系统地阐述了地下水中抗生素的来源、污染水平及迁移转化规律,总结了抗生素对地下水微生物群落的影响以及抗生素诱导产生的抗性基因的潜在污染趋势。因地下水赋存隐蔽,一旦污染难以及时察觉,抗生素进入地下水系统后易长期残留。目前,针对抗生素及抗性基因在地下水系统中的环境行为及生态效应研究还十分有限,本文据此指出了当前形势下开展相关研究的必要性,并对今后的研究方向进行了展望。