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城市環境所在抗性基因土壤食物鏈傳遞中取得進展

2019-09-20 城市環境研究所
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  抗性基因(ARGs)的擴散與傳播已經引起全球的關注,但人們對其在自然食物網和生態系統中傳播的了解仍然有限,且ARGs的擴散可能受到食物網中動物及營養關系的重大影響。跳蟲和捕食性螨是自然生態系統中最豐富的兩種土壤小節肢類動物,在土壤食物網中占據著重要的營養級地位,在土壤生態過程中(如凋落物的分解和碳氮的循環)起著重要的作用。各種各樣的食物(如豬糞,凋落物,細菌,真菌、原生動物和線蟲等)能夠被跳蟲取食;同時,它自己也是各種捕食者(如捕食性螨)的獵物。捕食性螨對跳蟲的捕食可能導致ARGs的營養級轉移,增加捕食性螨中病原菌獲得耐藥基因的機會。然而,到目前爲止,人們對土壤動物抗性組的認識還很不充分,更沒有研究揭示捕食性螨微生物組中ARGs的豐度與多樣性,以及糞肥對土壤食物鏈中ARGs營養級轉移的影響。

  鉴于此,中國科學院城市環境研究所朱永官团队,通过构建跳虫—捕食性螨模式土壤食物链,研究了抗性基因在施加猪粪的土壤生态系统中的营养级传递规律。研究发现,猪粪来源的ARGs会通过猎物跳虫传递到高一营养级的动物捕食性螨体内。猪粪的添加会增加土壤跳虫微生物组中ARGs的检出数与丰度。随着猎物跳虫微生物组中ARGs的增加,捕食性螨微生物组中的ARGs也随之增加。此外,猪粪改变了跳虫和捕食性螨微生物组的组成与结构,并降低其微生物群落的多样性。相关性分析进一步揭示了细菌群落和MGEs是土壤模式食物链中ARGs营养级转移的两个重要驱动因素,分别解释了所有ARGs变异的50.63%和10.66%。这些结果表明,ARGs的食物链传递对土壤生态系统中抗性基因的扩散具有重要贡献。

  相關成果以Trophic Transfer of Antibiotic Resistance Genes in a Soil Detritus Food Chain 爲題發表于Environ. Sci. Technol. 2019, 53, 7770-7781。城市环境所博士生朱冬为第一作者,研究员朱永官为通讯作者。该研究得到国家自然基金委和中科院先導專項的支持。

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抗性基因的營養級轉移

打印 責任編輯:葉瑞優

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