English
聯系我們
網站地圖
郵箱
舊版回顧



水庫細菌群落分類組成與抗生素耐藥功能基因變化過程研究獲進展

文章來源:城市環境研究所   發布時間:2019-07-11  【字號:     】  

  抗生素自發明以來被廣泛使用,曾經被認爲是可以治愈任何細菌感染的靈丹妙藥。然而,由于多種因素的影響,21世紀以來細菌抗生素抗性(耐藥性)問題日益突出,導致抗菌藥物治療失效時有發生,因此抗生素抗性基因被認定爲新興汙染物。細菌抗生素抗性雖然是環境中的自然現象,但隨著環境中抗生素、重金屬和殺菌劑等濃度升高,對抗生素抗性基因的選擇壓力增大,促進並加速了抗生素抗性基因在環境中的增殖、擴散和傳播;特別是,抗性基因能夠通過多種途徑轉移給致病菌,對人類、環境和社會健康構成了巨大威脅。水環境是抗生素抗性基因重要的儲存庫,自然水體受市政汙水、農業徑流等人類活動影響,可爲抗性基因的增殖和傳播提供理想的環境條件。研究表明,在生活汙水、養殖廢水等抗生素含量較高的環境中,細菌群落物種分類組成變化與抗生素抗性基因動態密切相關。然而,在低抗生素選擇壓力的自然水體中,細菌群落組成對抗生素抗性基因動態變化的影響研究較少。此外,目前國際上對高頻率時間尺度上抗生素抗性基因的季節變化趨勢與規律認知不足,限制了水體抗生素抗性基因汙染風險的精准、有效防控。

  中國科學院城市環境研究所水生态健康研究组杨军团队建立了城市水库高频观测研究站,选取杏林湾水库连续1年每周取样,采用高通量荧光定量PCR和高通量测序方法研究了浮游细菌群落和抗生素抗性基因组成的动态变化过程,多角度、多层次揭示了细菌群落组成与抗生素抗性基因的关系。该研究共检出197种抗生素抗性基因和10种可移动遗传因子。研究发现,在一周时间内,一些细菌和抗生素抗性基因丰度可发生剧烈变化或波动;但在一年时间尺度上,细菌群落组成变化具有显著的季节性,而抗生素抗性基因组成变化没有明显的季节性。进一步研究表明,尽管细菌群落与抗性基因具有较弱的相关关系,但是细菌群落组成与抗性基因组成在时间尺度上变化是不同步的;细菌群落与环境因子之间联系较抗性基因更紧密,但是中性过程(随机性过程)对细菌群落组成变化影响更大、决定性过程对抗性基因组成变化影响更大。此外,研究发现降雨和浊度与抗性基因丰度和丰富度显著正相关,而且可移动遗传因子与抗性基因显著正相关。总的来说,该研究解析了城市水库水体中抗生素抗性基因在高频时间尺度上的变化模式及影响因素,揭示了低抗生素选择压力水体中细菌群落物种组成与抗性功能的解耦合现象,为水环境中抗生素抗性基因的风险评估、控制和管理提供了基础数据。

  研究成果以Decoupling the dynamics of bacterial taxonomy and antibiotic resistance function in a subtropical urban reservoir as revealed by high-frequency sampling 爲題發表在微生物領域國際期刊Frontiers in Microbiology, 2019,10: 1448。硕士生方沛菊为第一作者,杨军为通讯作者。该研究得到中科院战略性先导科技专项、国家自然科学基金和厦门市科技计划项目的资助。

  文章鏈接

 

水庫細菌群落分類組成與抗生素耐藥功能基因變化過程




(責任編輯:葉瑞優)

附件:

專題推荐

相關新聞


© 1996 - 中國科學院 版权所有 京ICP備05002857號  京公網安備110402500047號  聯系我們

地址:北京市三里河路52号 邮编:100864