Effects of tetracycline on the soil microflora: function,diversity, resistance

Background  Tetracycline is a widely used antibiotic in animal production. Significant amounts of the substance reach the soil via feces, urine and manure application. As tetracycline is a persistent compound with antibacterial activity, its presence in soil may have undesired direct and indirect effects. These have been investigated so far focusing on effects on selected microbial functions. Objectives  The aim of the present study was to obtain comprehensive information on potential effects of tetracycline on the soil microflora under environmentally relevant conditions. The investigations included function and structure of the microbial biocoenosis and the distribution of resistance genes. Methods  Pig manure rich in tetracycline resistance genes was applied to a sandy soil. This soil as well as an unamended soil were additionally treated with several concentrations of tetracycline. The spiked soils were incubated in outdoor lysimeters for several months. Substrate induced respiration, PLFAs, ten selected resistance genes, and the concentrations of tetracycline were determined. Results  The test concentrations, though far exceeding environmental relevance, caused only small effects. An establishment of resistance could not be detected. Applied resistance genes were not detectable at the end of the study even in the presence of added tetracycline. Conclusion  Due to the high sorption capacity of the antibiotic, environmentally relevant concentrations of tetracycline do not seem to cause undesired effects on the soil microflora.     

Mass-marking of grayling, Thymallus thymallus (L.), larvae by fluorochrome tagging of otoliths

Abstract Larvae of grayling, Thymallus thymallus (L.) were immersed in tetracycline hydrochloride (TC) and alizarin red S (AL) solutions for 3–4 h at concentrations of 300 and 70 ppm, respectively. Fluorescent marks on the otoliths from the marked fish were identified using a UV-light microscope. Results obtained with AL were superior to TC in marking otoliths. Fish kept in an aquarium retained good marks for 842 days. Stocking of the Carpathian River Ochotnica with marked grayling larvae revealed good mark retention for 128 days and a survival rate of approximately 12.2%.     

不同土壤环境因素对微塑料吸附四环素的影响

为探究不同土壤环境因素对于微塑料吸附抗生素的影响,选用三种常见的微塑料:聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)和聚酰胺(PA),以四环素(TC)代表抗生素,通过批平衡试验来研究微塑料对TC的吸附行为和机理。研究发现,3种微塑料对TC的等温吸附方程均可用Langmuir方程进行拟合,其吸附能力为PEPSPA,最大吸附量分别为0.154、0.086、0.075 mg·g~(-1)。在中性条件下PE对TC的吸附量达到最大,pH对PA吸附TC影响较小,而PS在酸性条件下对TC的吸附量最大,且随着pH增加吸附量逐渐降低。不同浓度的Ca~(2+)和Mg~(2+)会影响微塑料对TC的吸附,且随着浓度的增加,吸附量逐渐降低。富里酸的存在抑制了TC在PE上的吸附,但低浓度的富里酸(1 mg·L~(-1))会促进PA和PS吸附TC。结果表明,不同微塑料对TC的吸附存在显著差异,且不同土壤环境因素明显影响了微塑料对TC的吸附行为,该结果为进一步研究和评估微塑料在土壤环境中的吸附行为奠定了基础。     

四环素对人肝细胞L02的损伤作用

采用四甲基偶氮唑盐比色(MTT)法和Hoechst 33258染色法研究了四环素(1、10、100、1 000、10 000和100 000 μg/L)对人肝细胞L-02的毒性作用,并通过测定细胞培养上清液中和细胞内生化指标,明确了四环素诱导L-02损伤的作用机制。结果表明,四环素对L-02细胞有毒性作用,且随着四环素浓度的增加,其存活率下降。同时,细胞培养上清中乳酸脱氢酶(LDH)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)活性均显著增加,并随着四环素处理剂量的增加而逐渐升高;而细胞内超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性均降低,丙二醛(MDA)含量显著升高。上述研究结果表明,四环素对人体外肝细胞L-02具有毒害作用,四环素诱导L-02细胞的损伤机制与破坏肝细胞膜的完整性、影响肝功能和诱导氧化应激效应有关。     

添加不同基质对含四环素土壤玉米幼苗生理特性的影响

为探究兽用四环素对玉米幼苗生理特性的影响,通过玉米盆栽试验,研究四环素外源污染胁迫下施用不同基质(单施蚯蚓粪、菌糠、菌剂、生物炭及其与菌剂配施)对玉米生长的影响。结果表明,四环素对玉米生物量有明显的抑制作用,其中对根长的抑制作用显著大于株高,而添加不同基质均能缓解四环素对玉米株高和根长的抑制作用,且JK和JJ处理效果最显著,升幅分别为17.29%和30.08%;四环素显著诱导玉米SOD活性上升,升幅为3.34%,抑制CAT和POD活性,降幅分别为10.98%和46.68%,添加不同基质处理中,QY处理对促进抗氧化酶系统平衡的效果最显著;四环素会增加玉米脯氨酸、丙二醛、可溶性糖、可溶性蛋白及总黄酮含量,添加不同基质处理中,对其减少效果最显著的依次为JK、JJ、QY、S和JK处理,降幅分别为29.09%,50.88%,42.01%,50.23%和35.79%;相关性分析表明,脯氨酸、丙二醛均与可溶性蛋白和总黄酮呈极显著正相关,POD活性与可溶性糖、丙二醛与总黄酮相关性最强。综上所述,添加不同基质可有效缓解四环素对玉米幼苗的毒害作用,总趋势为JK(菌糠)、JJ(菌糠+菌剂)和QY(蚯蚓粪)处理效果较好。通过此研究,可筛选有效减少四环素对植物生长影响的基质及其施用方式,可为四环素对植物生理毒性的研究提供参考,也可为抗生素对植物的风险评价提供科学依据。     

分子印迹固相萃取-高效液相色谱法测定牛奶中四环素类抗生素残留

采用分子印迹技术合成四环素类分子印迹聚合物,以其为填料制备固相萃取柱,运用高效液相色谱法测定牛奶中的四环素类抗生素。具体地,以盐酸强力霉素为模板分子、甲基丙烯酸为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,采用沉淀聚合法在丙酮-乙腈混合溶液中制备具有特异性吸附能力的分子印迹聚合物,通过高效液相色谱仪检测其吸附四环素类抗生素的能力,并将其作为填料制备固相萃取柱,用于牛奶中四环素类抗生素残留检测。结果显示,四环素类抗生素在0.05~10.0 μg·mL^-1范围内线性良好,加标回收率为79.4%~86.3%,相对标准偏差均小于3.8%,准确性较好。四环素和土霉素的检出限为0.02 μg·mL^-1,金霉素的检出限为0.05 μg·mL^-1,检测灵敏度高,特异性识别能力强。     

外源四环素对菜田土壤微生物活性及数量的影响

通过向土壤中添加四环素溶液的方法研究了油菜种植条件下,不同浓度(0.3,0.6,0.9mg/kg)的外源四环素对土壤微生物活性及数量的影响,以评价其环境生态效应。结果表明,土壤中加入四环素后,不同浓度的四环素药物对微生物量碳的影响表现为抑制作用,在27d达到最低,为空白的6.25%～11.97%;而对土壤代谢商qCO2却表现出明显的激活作用,7d达到最高,为空白的550%～622%,且微生物活性的受抑制—激活程度及持续时间与处理浓度成负相关,50d后施药土壤和对照组土壤的代谢商qCO2基本趋于一致。土壤中加入四环素后,各浓度处理对土壤微生物数量有强烈的抑制作用。     

四环素残留的免疫学检测方法研究进展

四环素类抗生素具有广谱抗菌能力,因而在畜牧养殖业中被大量使用,但如果不规范用药,就会在动物性食品中残留。传统检测方法检测程序繁琐,检测耗时耗力,设备昂贵,难以实现在线、实时、大批量的检验需求,免疫学检测方法则可弥补这些缺点。作者主要对四环素的残留、危害及免疫检测方法进行了综述。     

磁性污泥炭在四环素降解中的应用研究

随着污泥数量和处理量的增加,人们的关注度越来越高,特别是对于环境友好和高附加值的再利用需求尤为突出。为此,以磁性多孔污泥炭(MPC)作为新型催化剂,对过硫酸盐存在下四环素的催化氧化过程进行了研究。结果表明,MPC在活化过硫酸盐和产生活性氧自由基(SO_4~-·和·OH)方面具有强大的催化活性,在初始pH为10时,降解270 min后,四环素和总有机碳的清除率达到89%和70.5%。不同起始pH下的降解动力学实验表明,四环素降解过程是pH依赖型的,碱性环境条件有利于降解的发生。     

四环素对烤烟生长发育及光合作用的影响研究

为明确典型抗生素残留对烟草的生态毒理效应,采用盆栽试验系统研究了不同剂量四环素添加对烤烟生长发育及光合作用的影响。结果表明:在烟草生长发育过程中,低量四环素添加(5 mg·kg~(-1))能促进烟草株高增加,中高量的四环素添加(50 mg·kg~(-1)及500 mg·kg~(-1))对株高具有明显抑制作用,但促进了茎围和叶片数的增加。此外,低量四环素对烟草根长及根体积有一定促进作用,高量则产生抑制作用,且抑制作用随生育进程而逐渐减弱,至生育后期已无明显影响。四环素添加各处理的烟草根冠比总体上均低于对照(团棵期除外),且根冠比随四环素添加量的增加而降低。四环素对烟草净光合速率、气孔导度和蒸腾速率的影响,随生育进程呈现前期抑制后期促进的趋势,对胞间CO_2浓度的影响则无明显规律性。该研究显示,四环素可能通过影响烟草光合作用而对烟草生长发育产生重要作用,同时烟草通过调控根系发育及根冠比来适应四环素的影响。因此,中高量的四环素添加对烟草生长发育及光合作用具有一定的生态毒性效应,但毒性效应随着烟草生育进程而减弱。