再生水回用和畜禽粪便施用对土壤中抗生素抗性基因的影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 王凤花 |
| 答辩日期 | 2014-11 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 朱永官 |
| 关键词 | 抗生素 抗生素抗性基因 再生水 畜禽粪便 蔬菜 Antibiotics Antibiotic Resistance Genes Reclaimed Water Manure Vegetables |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 其他题名 | The impact of reclaimed water irrigation and manure application on antibiotic resistance genes in soil |
| 英文摘要 | 目前抗生素抗性基因已成为一类新型污染物。抗生素抗性基因在环境中的扩散和传播已成为影响人类健康的重要环境问题之一。因此评估环境中抗生素抗性基因库及抗生素抗性基因在环境中的持续性，对实施缓解抗性基因的传播策略具有重要意义。抗生素和抗性基因会随着再生水回用和畜禽粪便施用这两种途径进入到土壤环境中。因此本文研究再生水回用和畜禽粪便施用对土壤中抗生素及其抗性基因的影响。论文的主要研究内容与成果如下： （1）首先以北京再生水浇灌的公园土壤为例，研究再生水回用对公园土壤中抗生素及其抗生素抗性基因的影响。实验结果表明，在再生水浇灌的公园土壤样品中，四环素类抗生素和喹诺酮类抗生素的最高浓度分别为145.2μg/kg和79.2 μg/kg；在公园土壤中共检测到 tetG、tetW、sulI、sulII和intI1这5种功能基因，发现抗生素抗性基因并不会随着抗生素这一选择性压力的消失而消失。通过对 tetG、tetW、sulI、sulII和 intI1之间的相关性分析发现，intI1在抗性基因传播中起着重要的作用。此外，本研究发现 sulII和 intI1克隆子与一些致病菌（如 Klebsiella oxytoca、Acinetobacter baumannii、Shigella flexneri）具有很高的同源性，表明抗性基因的传播对人类健康存在潜在的健康风险。 （2）其次进一步采用高通量定量 PCR的方法，对中国7个代表性城市的公园土壤样品中的抗生素抗性基因进行研究，更为全面地研究再生水回用对公园土壤中抗生素抗性基因的影响。研究结果表明，在所有的土壤样品中共检测到了 147种抗生素抗性基因，其中编码氨基糖苷类和β-内酰胺类抗生素的抗性基因占主要。酶钝化机制和泵外排机制是主要的两类抗性机制。在再生水灌溉的土壤样品中，抗生素抗性基因的富集程度为 99.3-fold~8655.3-fold。同时在再生水浇灌的土壤样品中检测到了 4种转座酶基因，其中 tnpA-04基因最高富集倍数可达 2501.3-fold。转座子在抗生素抗性基因的传播中起着重要的作用。本研究进一步证明了再生水浇灌可以增加城市公园土壤中抗生素抗性基因的丰度。 （3）此外，畜禽粪便的施用是抗生素和抗性基因进入土壤中的主要途径之一。本研究采集了已施加畜禽粪便的蔬菜地土壤，选取生菜和苦菊进行室内盆栽实验，研究种植植物对土壤中抗生素抗性基因的影响，以及收获后的蔬菜中抗生素抗性基因的分布情况。研究结果表明在已施用畜禽粪便的土壤中检测到12种抗生素抗性基因和 1种整合酶基因 intI1，其中 sulI、tetG、tetC、tetA和tetM基因在种植蔬菜的土壤中的丰度要低于不种植物的对照土壤样品，说明种植植物可影响抗生素抗性基因在土壤中的分布。同时这 12种抗生素抗性基因和整合酶基因 intI1在收获后的蔬菜根内生菌、叶内生菌及叶面菌中都有不同程度的检出。这一结果说明畜禽粪便的施用对蔬菜等农产品的质量有一定的影响，进而对人类的健康存在潜在的危害。 本研究一方面为全面系统地评估再生水回用对人类健康的风险提供了理论依据；另一方面探讨了畜禽粪便的施用对土壤中抗生素抗性基因的影响，进而对收获后的蔬菜中抗生素抗性基因的影响，为研究抗性基因通过食物链进入人体提供了一定的理论依据，为进一步研究抗性基因从土壤到植物转移到人体提供了基础理论。这两方面的内容凸显了目前研究抗生素抗性基因在土壤中传播扩散的重要性。 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/34381]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_土壤环境科学实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王凤花. 再生水回用和畜禽粪便施用对土壤中抗生素抗性基因的影响[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2014. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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