產(chǎn)電型人工濕地中抗生素抗性基因的產(chǎn)生與變化規(guī)律.pdf

1、抗生素因能提高生活質(zhì)量而在全球范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用，多數(shù)抗生素在人和動物機體內(nèi)都不能夠被完全代謝，以原形和活性代謝產(chǎn)物的形式排到體外，經(jīng)不同途徑進入環(huán)境，誘導(dǎo)產(chǎn)生抗性基因(ARG)。環(huán)境抗生素對致病微生物抗藥性基因的誘導(dǎo)以及環(huán)境抗藥性基因向致病微生物的轉(zhuǎn)移直接威脅著人類健康。
　　微生物燃料電池（MFC）和人工濕地(CW)對難降解有機物均有良好的降解性能，本文利用人工濕地和微生物燃料電池對污染物的凈化潛能以及二者在構(gòu)造上可相互融合的優(yōu)

2、勢，構(gòu)建全新的產(chǎn)電型人工濕地(MFC-CW)。選取磺胺類抗性基因（sul）和四環(huán)素類抗性基因（tet）為研究對象，主要研究成果如下:
　　3種磺胺類抗性基因（sul1、sul2、sul3）和5種四環(huán)素類抗性基因(tetA、tetC、tet O、tetQ、tet W)在MFC-CW和CW的出水和填料中均有不同程度的檢出。由于宿主細菌種類不適宜在濕地環(huán)境中生存，tet B和tet M抗性基因未能檢出。兩種類型濕地出水中sul基因相對豐

3、度排序均為sul1＞sul2＞sul3，tet基因排序為tet A＞tet C＞tet Q＞tetO＞tetW。MFC-CW填料中sul基因相對豐度排序與出水中相同，tet基因相對豐度排序則是tet A＞tet C＞tetW，tetO和tetQ相對豐度更低。
　　MFC-CW出水中的8種ARG相對豐度均低于同組的CW（除tetO外，P＜0.05），MFC-CW對出水中ARGs的抑制作用優(yōu)于CW。MFC-CW內(nèi)的電子流動能夠促進濕地

4、內(nèi)微生物加快對抗生素的降解，電子流動產(chǎn)生的電流可以消除一些耐藥質(zhì)粒。
　　在MFC-CW和CW的出水中，磺胺甲惡唑(SMX)濃度與3種sul基因的相對豐度之間均無顯著相關(guān)性(P＞0.05)。出水中的sul基因相對豐度可能受到除抗生素濃度外其他因素如交叉選擇作用、浮游型生物和生物膜型微生物在出水中的比例、進水中ARGs相對豐度的差異等影響。CW出水中四環(huán)素(TC)濃度與tet基因有很強相關(guān)性，而MFC-CW僅在高濃度組出水中TC濃度

5、與tetO和tet Q相對豐度有相關(guān)性。
　　MFC-CW出水的抗性基因除sul1和tet W之外，均與16S rRNA無相關(guān)性(P＞0.05)，MFC-CW內(nèi)部的電子流動影響了ARGs在水平傳遞時的調(diào)控因子表達、膜電位等，從而影響了二者之間的相關(guān)性。CW出水中8種ARGs和16S rRNA均呈顯著性相關(guān)，ARGs在CW中的復(fù)制和傳播受濕地環(huán)境中細菌濃度的影響。
　　對MFC-CW填料附著微生物體內(nèi)ARGs相對豐度進行研究發(fā)

6、現(xiàn)，MFC-CW填料吸附的SMX濃度與3種sul基因相對豐度均呈正相關(guān)，吸附的TC濃度與5種tet基因相對豐度亦呈正相關(guān)(P＜0.05)。每個反應(yīng)器內(nèi)沿程填料中的總sul抗性基因相對豐度與總tet抗性基因相對豐度均表現(xiàn)為兩極高，中間低。水力停留時間5d時，MFC-CW填料中總sul基因、總tet基因的相對豐度均低于水力停留時間為2.5d時的相對豐度，較長的水力停留時間有利于降低MFC-CW內(nèi)總sul基因、總tet基因的相對豐度。