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砷和多黏菌素 B 复合污染的相互作用及其对微生物和抗性基因的影响

文献类型:学位论文

作者李律
答辩日期2021-06
文献子类硕士
授予单位中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师段桂兰
关键词砷,多黏菌素 B,联合效应,蚯蚓肠道微生物,抗生素抗性基因 arsenic, Polymyxin b, Combined Effects, Earthworm Gut Microbiota, Args
学位名称理学硕士
学位专业环境科学
其他题名The interaction of arsenic and polymyxin B combined contamination and its effects on microorganisms and resistance genes
英文摘要

      多黏菌素 B(PMB)被认为是人类抵御抗生素抗性的最后一道防线。砷是一 种广泛存在的具有高毒性和致癌性的类重金属。在土壤环境中,由于污水灌溉、 垃圾的堆放、农药化肥的使用,使得重金属与抗生素的复合污染很容易出现。蚯 蚓是土壤里常见的动物,通过钻孔、取食等活动影响着土壤的物理化学性质,进 而可能影响土壤中污染物的迁移转化及其环境风险。然而,在抗生素与重金属复 合污染条件下,污染物之间的相互作用机制及其环境效应尚不清楚。因此,本研 究以威廉环毛蚓(Metaphire guillelmi)为实验对象,探讨了多黏菌素 B 和砷复合 污染对土壤微生物和蚯蚓肠道微生物组成,以及抗生素抗性基因(ARGs)扩散 和传播的影响。主要研究成果包括:

      (1)土壤中砷添加会造成蚯蚓的生长缓慢甚至死亡,多黏菌素并没有显著 抑制蚯蚓的生长,然而砷和多黏菌素复合污染使得蚯蚓死亡率进一步上升。蚯蚓 身体组织具有显著的砷累积效应,蚯蚓的死亡与身体组织出现砷累积现象以及大 量砷在体内被转化为毒性更强的三价砷有关,复合污染情况下能显著提高蚯蚓体 内砷的生物富集因子。

       (2)土壤中低浓度的多黏菌素对蚯蚓没有显著的毒害作用,但是会引起蚯 蚓肠道内放线菌相对丰度的富集(从 35.6%到 45.2%)。而砷污染对蚯蚓有明显的 毒害作用且会显著的提高变形菌门的相对丰度(从 19.8%到 56.9%)。同时在蚯蚓 肠道内还发现对多黏菌素敏感的微生物(Agromyces、Nocardioides、Streptomyces) 以及对砷敏感的微生物(Lysobacter)。

       (3)我们发现无论在土壤还是蚯蚓肠道内容物中,可移动基因遗传原件和 抗生素抗性基因均存在正相关关系。单独的 PMB 或者砷以及两者复合污染都会 显著增加 ARGs 的相对丰度,砷和多黏菌素可能竞争多重耐药类外排泵而存在拮 抗效应,而且,复合污染显著提高可移动遗传元件的相对丰度,增加了 ARGs 的 传播风险。 本研究将推进人们对抗生素与重金属相互作用机制的理解,研究结果将为复 合污染的环境风险评价与管控提供理论指导。

页码73
源URL[https://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/47015]  
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
李律. 砷和多黏菌素 B 复合污染的相互作用及其对微生物和抗性基因的影响[D]. 北京. 中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心. 2021.

入库方式: OAI收割

来源:生态环境研究中心

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