畜牧场土壤中重金属与抗生素抗性基因的分布规律研究
2021-06-17綦峥齐越李芳杨红张铁林凌娜
綦峥,齐越,李芳,杨红,张铁林,凌娜
1. 哈尔滨商业大学药物工程技术研究中心,哈尔滨 150076
2. 哈尔滨海关技术中心,哈尔滨 150028
抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)在环境中的形成、传播和扩散作为一个新的全球性污染问题正在引起高度重视[1]。抗生素的广泛使用通常被认为是致病菌中ARGs水平升高的主要原因[2]。环境抗生素残留可影响动物肠道菌群[3],显著增加细菌获得ARGs的频率,并通过基因水平转移(horizontal gene transfer, HGT)加速ARGs的传播,从而使畜禽粪便成为抗生素和ARGs的重要储存库[4-5],然而在我国畜禽粪便利用率不足50%,含有ARGs的粪肥很容易通过各种途径进入土壤,从而威胁食物链,引起人类的健康风险,因此土壤被认为是抗生素残留和ARGs的最重要受纳体之一[6]。
近年来,使用含有重金属元素的杀虫剂和促进动物生长剂导致了更广泛的重金属非点源污染[7-8]。越来越多的报道表明,ARGs的丰度增加还可能是由于重金属的废物排放,与抗生素不同的是,重金属作为饲料添加剂广泛应用于畜牧场中,因其不易降解,在暴露的生物体中会对ARGs产生长期的选择压力,常常促进了ARGs在环境细菌种群中的传播[9]。许多试验研究表明,重金属与ARGs之间存在极大的相关性[10-11]。Ji等[12]对上海地区3个典型饲料厂采集土壤和肥料样品,发现某些ARGs与典型重金属之间存在显著的相关性(P<0.05),如sulA和sulⅢ与Cu、Zn和Hg的浓度水平高度相关。Wang等[13]在厌氧消化过程中,研究了金霉素和Cu对ARGs的影响,结果表明,Cu对ARGs有一定的选择压力,但金霉素和Cu共同作用会对ARGs有极大的选择压力,特别是tetA和intⅠ1。Knapp等[14]检测了澳大利亚的西澳大利亚州的90个花园土壤,比较12种重金属和13种四环素、内酰胺和磺胺类AGRs的相关性,除Se和Co外,所有重金属在绝对基因数上与至少一个ARGs相关,但Al、Mn和Pb与多种ARGs的相关性显著。已有研究证实,Cu和Ni的暴露增加了土壤中ARGs的多样性和丰度[15-16]。
然而很少有研究调查大型畜牧场土壤中重金属与ARGs的关系和分布,因此本研究以杜尔伯特蒙古族自治县畜牧园区不同深度土壤为研究对象,采……
