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长期施用粪肥土壤中的抗生素抗性基因研究获进展

来源:中国科学院南京土壤研究所 2017-08-11 09:17

 

抗生素抗性基因使细菌对氨基苄青霉素,氯霉素等抗生素产生抗性。在一个细菌群体中,不是所有的个体都有该基因。因为这种基因往往是通过基因突变产生,所以基因频率较低。抗生素抗性会导致人类或动物药品中抗生素使用失效,一直以来是影响全球公众健康的重要问题。2003年,联合国粮食和农业组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)联合颁布的转基因 植物食品风险评估准则第 58 条指出:“对在临床上应用的抗生素具有抗性的耐抗生素基因不 应在食品中出现”。欧盟决定从2004 年起禁止使用耐抗生素标记的基因。2007年,世 界卫生组织(WHO)根据药用重要性将卡那霉素、新霉素和四环素列为第二级别,为重要类 抗生素,意味着卡那霉素抗性基因、四环素抗性基因等这类抗生素抗性基因不应在食品中出现。

抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)可以在土壤、水体及空气等不同环境介质中持久残留、传播和扩散,并通过食物链进入人体。ARGs已成为全球公共卫生安全的关注热点。施用畜禽粪便被认为是农田土壤中ARGs的主要来源之一,但是以上结论大多基于短期调查,缺乏长期施肥的数据支持。

中国科学院南京土壤研究所土壤微生物团队博士后彭双和合作导师林先贵(通讯作者)以安徽省农业科学院长期施肥试验为研究平台,利用定量PCR技术和现代分子生态学分析方法比较了猪粪、牛粪和秸秆连续还田30年对土壤ARGs的影响及其潜在因素。研究发现长期施用猪粪土壤中可检出25种ARGs,其中7种ARGs的丰度显着高于化肥处理。I型整合酶基因(intI1)常参与ARGs的水平转移,可表征人为污染的程度,在长期施用猪粪土壤中intI1丰度显着增加,并与受猪粪影响的ARGs丰度高度正相关。而长期施用牛粪和秸秆均未对土壤ARGs以及intI1造成实质性的影响。此外,施用粪肥土壤中Cu、Zn和Pb等重金属浓度也显着增加,与土壤ARGs以及intI1丰度显着正相关。利用分子生态网络分析进一步发现Firmicutes, Gammaproteobacteria 和Bacteroidetes可能是ARGs 的宿主细菌类群。以上结果表明,长期施用粪肥确会对土壤造成ARGs污染,尤其是猪粪;因此,有必要加强对猪粪的合理施用研究,以降低其生态风险。该研究结果在Journal of Hazardous Materials 在线发表。(生物谷Bioon.com)

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