抗生素被广泛用于治疗和预防人畜疾病，但其不合理使用导致了抗生素抗性的产生。抗生素抗性基因（ Antibiotic resistance genes, ARGs）的表达使微生物对抗生素产生了抗性，使正常剂量的抗生素作用失效，不能起到杀菌或抑菌的效果。抗性基因能够通过可移动遗传元件（ Mobile genetic elements, MGEs）进行水平基因转移，使危害加剧。抗生素抗性在环境中的传播是 21世纪最严重的全球性威胁之一， 已成为影响人类健康的重要问题 之一。农业生态系统是人类赖以生存和密切相关的生态系统之一， 同时也是接受 和容纳 ARGs的热点环境 。人为活动已经对土壤环境造成了影响，但对 ARGs的分布和扩散机制的影响还知之甚少 。本研究利用高通量定量 PCR技术、微生物高通量测序技术等分子生物学方法，从跨越我国 2200公里 的大尺度范围调查三个主要农业区 东北、 华北 和 南方 ARGs的分布特征和影响因素；同时以温室大棚熏蒸土壤和长期放牧样地为典型样地，探究喷施农药、放牧等对 ARGs的扩散和传播的影响；进一步通过回归分析和结构方程模型解析 ARGs的扩散机制和影响因素。论文主要研究内容和成果如下：
    （1）在我国 东北 （黑土 、 华北（潮土） 和 南方（红壤）三大农业区采集了105个农田土壤 种植玉米、花生或大豆 样品， 进行了 ARGs分布特征 的调查。结果 共检测到 204个 ARGs，其中 华北潮土 地区 ARGs的 多样性高于东北 黑土地区 和 南方红壤 地区。 最丰富的 前 和高度共享的 存在于 >50%的 样品 中ARGs被认为是核心 抗性 基因，如 oprJ、 acrA 05和 acrA 04等 多重 抗性基因占主导地位。回归分析表明，总 ARGs和核心 抗性基因 的相对丰度与 可 移动遗传元件均存在显著的相关关系。 人为因素 包括塑料薄膜 使用 量 、 农药使用量 等 和土壤性质 包括土壤 pH、重金属 Cd等与ARGs的多样性有很好的相关性。
结构方程模型分析进一步说明人为因素是 影响 ARGs分布 的主要驱动 因素 。
    （2）以西瓜温室大棚土壤为研究对象，分析棉隆熏蒸处理对土壤 ARGs分布和多样性特征，结果发现与未熏蒸对照相比， 棉隆熏蒸并没有 显著 增加 土壤ARGs和 MGEs的数量，但是显著 提高了 ARGs和 MGEs的相对丰度，尤其是编码外排泵基因的相对丰度， 包括 qacEdelta1 01、 qacEdelta1 02、 tetG 01和 tetG 02等基因。 与熏蒸处理早期相比， 中期和后期的 ARGs检出数 和相对丰度均 显著降低 。随着熏蒸处理时间 棉隆熏蒸处理和对照土壤 之间的 ARGs相对丰度的差异是逐渐增加的。 通过相关和回归分析发现， ARGs与 MGEs显著相关， 尤其是tnpA 04转座子。 棉隆熏蒸可能促进了细菌外排泵基因的丰度，这是一种普遍的非选择性机制 ，体现了 土壤微生物在受到熏蒸剂胁迫 时 可能 做出的自我保护的响应。
    （3）在 内蒙古自治区四子王荒漠草原和锡林郭勒典型草原 两个长期 放牧样地采集土壤 样品，分析放牧强度对 ARGs的影响 。 结果发现，在四子王草原和锡林郭勒草原中分别检测到 54和 39个 ARGs。随着放牧强度的增加，所有草地样品的 ARGs相对丰度显著降低或无显著差异。在四子王草原中， MGEs与 ARGs呈显著正相关，而在锡林郭勒草原中相关性不显著。结构方程模型表明，放牧通过影响微生物群落多样性和组成、 MGEs来间接影响 ARGs。放牧可以通过调节草原土壤中的微生物群落来影响土壤抗生素抗性组。以上研究结果表明，自然草原土壤ARGs的分布和扩散没有受放牧强度等人为干扰的影响。
    本论文主要关注人类活动对土壤 ARGs分布的影响，不同的土地利用方式例如农田和草地土壤 ARGs的丰度差异较大，农业管理措施是关键的影响因子。 研究 结果有助于了解农业生态系统 中 土壤抗生素抗性组的变化规律，可为 ARGs通过食物链向人类传播的减控措施提供科学依据。