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土壤反硝化对磺胺嘧啶及抗性基因消减的影响   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
农田土壤中抗生素及抗性基因的复合污染已给生态环境安全和人体健康带来了全新隐患.针对厌氧条件下,反硝化作用过程对土壤抗生素乃至抗性基因消减影响的研究一直相对较少.因而,本研究采集牛粪堆积池塘周边底层农田土壤作为目标污染土壤,重点研究反硝化作用过程对土壤磺胺嘧啶及抗性基因消减动态的影响.结果表明:相较于原始污染土壤处理(T1),添加了NO–3-N的处理(T2)可以显著强化土壤和水相中反硝化速率,提升N2O的产气速率,促进土壤中磺胺嘧啶浓度和抗性基因丰度的快速降低;同时发现土壤反硝化基因(nirK、nirS和nosZ)与磺胺类抗性基因(sulI和sulII)呈显著负相关(P<0.05),说明当NO–3-N底物越充足,土壤反硝化细菌活性往往被激活,其反硝化功能基因表达就越活跃,土壤反硝化作用过程就越强烈,从而反馈作用促进磺胺嘧啶抗生素的厌氧消减,进而有助于sul系列抗性基因丰度的显著衰减;同时通过高通量测序技术及对反硝化细菌的分离筛选后,发现变形菌门(Proteobacteria)赖氨酸芽胞杆菌属(Lysinibacillus)的细菌是土壤厌氧反应前后的主导优势菌群,对于强化反硝化过程和促进磺胺嘧啶及sul抗性基因的消减发挥了潜在的积极作用.本研究结果可为探明土壤中抗生素的厌氧消减过程和缓解抗性基因的扩散传播提供新颖的认知基础.  相似文献
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随着新型抗生素开发速度的不断下降以及抗性基因(Antibiotic resistant genes, ARGs)的快速出现和传播,细菌抗药性和ARGs对公共健康存在威胁,被公认为当前全球亟待解决的难题。虽然土壤本底存在ARGs,但畜禽粪便施用等人类活动加速了ARGs在土壤环境中的扩散和传播。粪肥施入土壤后,其对土壤微生物的抗性选择压力及基因水平转移导致的ARGs扩散转移将持续存在。畜禽粪便中的抗性细菌所携带的ARGs、土壤中抗生素累积导致微生物产生的ARGs和粪肥刺激含有ARGs微生物的繁殖等均为土壤中ARGs的主要来源。土壤中ARGs可以向水体和农作物传移,并随着食物链向动物及人类传播。自然因素(温度、降水、时间和土壤类型)和人为因素(抗生素的含量和种类、粪便种类和处理方式、重金属含量及生物质炭添加)均会影响土壤中ARGs的持久和扩散。目前,粪肥施用土壤中ARGs污染对环境质量及健康的潜在影响并不完全清楚,建议加强模型建立、溯源、生物地理分布、从污染源向环境介质的转移规律、削减措施和机制等方面研究,以期有效遏制ARGs在环境中的污染,真正做到畜禽粪便的资源化、无害化利用。  相似文献
3.
土壤可以通过多条途径对人体健康产生正面或负面的影响。本文从土壤通过食物链提供人体必需的矿质营养、人体来自于土壤-食物链的有害重金属暴露、以及土壤中抗生素抗性基因传播等方面探讨土壤与人体健康的关系。土壤对人体健康的影响具有非均等性,贫困地区与低收入群体往往更容易受到土壤对人体健康的负面影响。在未来人口增长与全球气候变化双重压力下,土壤与人体健康的关系将变得更为突出。本文还提出了消减土壤对人体健康负面影响的一些干预措施选项及未来的研究方向。  相似文献
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薛喜枚  朱永官 《土壤学报》2019,56(4):763-772
砷是一种广泛存在于自然环境中毒性较强的类金属元素,农田生态系统中的植物(尤其水稻)很容易吸收积累土壤环境中的砷。植物中的砷沿食物链向高等动物传递,威胁人类健康。除土壤本身的理化性质外,土壤中砷的生物转化也强烈影响砷的生物有效性。目前研究发现异化砷酸盐(As(V))呼吸性还原、细胞质As(V)还原、亚砷酸盐(As(III))氧化、As(III)甲基化和有机砷的去甲基化在土壤砷的生物地球化学过程中起重要作用。随着分析化学和分子生物学技术的进步,最新研究发现土壤生物也参与了砷糖、砷糖磷脂、砷甜菜碱、砷代草丁膦、硫代砷等有机砷的合成,其中三价一甲基砷和砷代草丁膦可作为新型抗生素,但其合成机制及生态学功能有待进一步研究。本文还详细介绍了为适应复合污染环境微生物通过自身的进化对抗生素和重金属形成的四种共选择抗性机制:共抗性,交叉抗性、共调控和生物膜感应,特别提出了土壤中砷污染与抗生素抗性相关联这一新的研究方向。最后对砷生物转化和砷与抗生素共抗机制的未来研究方向做了展望。  相似文献
5.
The use of beneficial bacteria isolated especially from rhizosphere soils called plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) has been attracting particular interests. However, a potential source of antibiotic resistance genes (ARGs) carried by PGPRs and derived biocontrol agents and/or bio-fertilizers is widely forgotten and ignored. It is very urgent to raise the question if large-scale introduction of beneficial bacteria into soils can aggravate the situation in the spread of ARGs in environment. In this article, we conclude and analyze the possibility of a potential ARGs reservoir associated with introduction of PGPR strains into soils, and offer some advice on PGPR isolation, development and application.  相似文献
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