北京地區(qū)蔬菜土壤抗生素抗性基因分布特征的研究.pdf

1、目前，醫(yī)療行業(yè)和畜牧業(yè)長期、大量的使用抗生素，使得耐藥菌和抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes,ARGs）的多樣性及豐度不斷增加，甚至出現(xiàn)了抗多種抗生素的超級(jí)細(xì)菌，對(duì)人類健康和環(huán)境存在著潛在威脅。因此，ARGs的研究越來越受到環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的關(guān)注。農(nóng)田土壤是耐藥菌和 ARGs的重要儲(chǔ)存庫，是耐藥菌和 ARGs傳播的媒介。本課題選擇北京地區(qū)長期施用有機(jī)肥的蔬菜基地，對(duì)菜田土壤耐藥菌和ARGs進(jìn)行檢測分析，揭

2、示有機(jī)肥施用對(duì)耐藥菌和ARGs的影響，以及ARGs與土壤抗生素殘留及重金屬含量之間的相關(guān)性，這對(duì)于掌握北京地區(qū)菜田土壤抗生素耐藥菌和ARGs的污染狀況和分布特征，從ARGs角度評(píng)估有機(jī)肥應(yīng)用的安全性，以及減少耐藥菌和ARGs的傳播都具有重要意義。
　　采集北京地區(qū)11個(gè)長期施用有機(jī)肥蔬菜基地的溫室土壤和大田土壤，對(duì)土壤進(jìn)行13種抗生素檢測。大田土壤和溫室土壤中磺胺類抗生素（SAs）和四環(huán)素類抗生素（TCs）的檢出率均為100％，

3、TCs檢出濃度最高，大田土壤和溫室土壤中分別為73.65μg/kg和103.58μg/kg。同時(shí)，檢測土壤中6種主要重金屬，發(fā)現(xiàn)土壤及有機(jī)肥中各重金屬含量值均為 Zn>Cr>Cu>Pb>As>Cd，Zn、Cr和 Cu在樣品中的濃度最高,且有機(jī)肥中含量分別為246.44mg/kg、57.91mg/kg和38.85mg/kg。
　　接下來，分析土壤中的抗生素耐藥菌，17種ARGs和I類整合子intI1，取其中檢出率高的I類整合子int

4、I1、磺胺類抗性基因sul2、四環(huán)素類抗性基因tetL和tetX進(jìn)行熒光定量PCR檢測。結(jié)果表明，大田土壤中四環(huán)素耐藥菌占總菌數(shù)百分比的平均值是1.91%，顯著低于溫室土壤（6.64%，P<0.05），但大田土壤和溫室土壤中氨芐西林、磺胺甲惡唑和環(huán)丙沙星耐藥菌占總菌數(shù)的比例均無顯著性差異（P>0.05）。大田土壤和溫室土壤中磺胺類抗性基因sulI和sul2的檢出率均為100%。其它抗性基因，均是溫室土壤的檢出率高于大田土壤。從ARGs的

5、相對(duì)豐度看，溫室土壤中抗性基因tetX和I類整合子intI1均顯著高于大田土壤（P<0.05），抗性基因tetL則極其顯著高于大田土壤（P<0.01）。由此可見，溫室壤土中ARGs污染比大田土壤中嚴(yán)重，這可能與溫室土壤中有機(jī)肥使用量較大有關(guān)。
　　此外，分析了抗生素、重金屬、ARGs及 I類整合子之間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)除抗性基因sul2和tetX與某些同族抗生素濃度存在顯著相關(guān)外，ARGs豐度與非同族抗生素濃度間也存在普遍相關(guān)性。重金

6、屬Cu和Zn與ARGs有普遍的顯著相關(guān)性，其余重金屬與ARGs間相關(guān)性較弱。這可能是環(huán)境中抗生素藥物及重金屬對(duì)ARGs豐度共選擇的結(jié)果，抗生素和重金屬是土壤中ARGs豐度增加的重要因素。
　　為進(jìn)一步研究有機(jī)肥施用對(duì)菜田土壤中抗生素耐藥菌和ARGs的影響，分析4種不同施肥方式（不施肥、常規(guī)施肥、單施化肥和單施有機(jī)肥）溫室土壤的耐藥菌和 ARGs，結(jié)果表明，施有機(jī)肥的土壤中（常規(guī)施肥土和單施有機(jī)肥土）耐藥菌的活菌數(shù)和耐藥菌占總菌數(shù)的