抗生素/抗性细菌/抗性基因在土壤-植物系统中迁移转化及阻控消减的研究进展

抗生素在土壤环境中的迁移转化过程及生态毒理效应已成为各国土壤学、植物学、环境科学和食品科学等领域学者及政府关注的热点。阐明抗生素及其复合抗性污染物在土壤-植物系统中的环境行为及生态毒理学机理,对管控生态环境风险及保障食品安全具有重要的意义。本文综述了近年来国内外关于土壤-植物系统中抗生素的迁移转化规律,抗生素/抗性细菌/抗性基因的生态风险以及复合抗性污染物阻控消减技术的研究进展。本综述可以为土壤-植物系统中抗生素抗性污染风险的管控和消减提供科学支撑。     

钒污染土壤生物修复研究进展

钒污染土壤对生态环境和人体健康存在危害，已成为土壤修复领域关注的热点之一。选取科学合理的修复方法对钒污染土壤进行精准治理十分必要。生物修复技术是钒污染土壤绿色可持续治理的重要发展方向，具有操作简便、环境友好、成本低廉、修复效率较高等优势。本文从植物、动物、微生物单一及联合修复的角度，综述了近年来钒污染土壤生物修复的研究进展，探讨了影响钒污染土壤生物修复效果的主要因素，总结了现阶段的研究不足，并对未来研究方向进行了展望，以期为钒污染土壤生物修复技术的总结与发展应用提供科学依据与理论参考。     

我国农药生产场地污染土壤修复技术研究进展

我国是农药生产和使用大国,随着“退二进三”、“退城进园”等政策的深入实施,在许多城郊等地出现了大量由于企业关闭、搬迁遗留下的农药污染场地,这些场地土壤中残留有高浓度高毒性复合农药污染物,给生态环境安全和人体健康带来了较严重的风险隐患。随着《中华人民共和国土壤污染防治法》的颁布和实施,加速开展针对这类农药污染场地土壤修复技术的研究十分必要和迫切。在介绍农药污染场地现状的基础上,综述了近年来我国农药污染场地土壤物理、化学及生物修复技术的研究进展,指出现有研究的不足,在预测未来修复技术的发展趋势的同时提出了相关建议,以期为我国农药污染场地土壤绿色修复技术的发展提供科学依据。     

生物质炭与噬菌体联用阻控与灭活土壤-生菜体系中抗生素抗性致病细菌

农田土壤–蔬菜体系中残留和滋生的多种抗生素抗性致病细菌已对人体健康和生态环境安全造成较严重的隐患,因此开展针对性的风险管控技术研究十分迫切。生物质炭阻控与农业噬菌体疗法联用靶向灭活土壤–蔬菜体系中抗生素抗性致病细菌,为解决此类污染土壤问题提供了全新途径。本研究以自主制备的抗生素抗性致病细菌(携带四环素抗性基因tet W的大肠杆菌K12,携带氯霉素抗性基因amp C的铜绿假单胞菌PAO1)污染农田土壤为盆栽用土,开展生菜土培试验60d。设置单独或同时添加生物质炭和接种广宿主型噬菌体(YSZ 5K)的不同处理,以土壤–生菜体系中K12、PAO1数量变化及tet W、amp C丰度消减程度表征联合修复的效果。结果表明,针对土壤–生菜体系中残留K12、PAO1和tet W、amp C消减程度变化,判断不同处理效果,依次为:BP(生物质炭与噬菌体联用) B(单独施用生物质炭)P(单独接种噬菌体)CK(对照),其中BP处理条件下,K12与PAO1在土壤和生菜叶片中数量较之对照处理下降了2.1～3.1个数量级,tet W和amp C丰度较之对照处理下降了2.2～3.3个数量级。此外,在BP处理条件下,生菜收获后,土壤微生物群落结构与功能多样性和稳定性指数也得到显著提升,证明该联合治理方式是一种较为环境友好的修复技术。本研究结果可为降低土壤–蔬菜体系中抗性致病细菌的残留风险提供科学的理论依据和有效的管控技术。     

土著菌群与蚯蚓肠道菌群共享核心物种协同抵御灭蚁灵胁迫研究

摘 要：灭蚁灵是一类高毒性的有机氯农药，当灭蚁灵通过直接或间接的人为途径进入到土壤生态环境系统后，会对生物体产生显著的毒害作用。土著菌群与蚯蚓肠道菌群都是对外源农药极其敏锐的感知受体，然而，它们对于抵御灭蚁灵毒害作用的微生物响应机制尚不清楚，值得探究。因而，本研究采集实际场地中不同梯度浓度（0~27.7 mg/kg）灭蚁灵污染土壤，设置蚯蚓土培实验，采用高通量测序技术，分析蚯蚓肠道菌群和土著菌群的结构和功能；通过MetagenomeSeq分析、LEfSe（Linear Discriminant Analysis Effect Size）分析和随机森林（Random Forests）分析以及网络分析，识别其核心类群。发现：1）灭蚁灵胁迫下蚯蚓肠道菌群相较之土著菌群的结构、组成受到的扰动更显著（p < 0.05）；2）不同梯度灭蚁灵胁迫下，蚯蚓肠道菌群和土著菌群组合存在稳定的核心物种，主要为气单胞菌属（Aeromonas）、黄杆菌属（Flavobacterium）、盖勒氏菌属（Gallerella）、微枝形杆菌属（Microvirga）、地杆菌属（Pedobacter）、亨氏菌（Ramlibacter）、Zavarzinella；3）这些核心种群在互作网络的平均度中心性、紧密中心性、特征向量中心性分别为136.72、0.44、0.52，均高于非核心种群的对应指标（91.52、0.42、0.33），表明核心种群具有更高的网络连通性，且此类核心种群具有碳氮转化和农药降解能力，说明蚯蚓肠道菌群和土著菌群可以通过共享核心物种与其它微生物联系紧密，具备发挥农药降解代谢的潜在功能，实现协同抵御土壤中灭蚁灵胁迫。本研究结果可为探明土著菌群与蚯蚓肠道菌群共享核心物种在抵御土壤中有机氯农药毒害作用的协同机制，提供新的科学认识。     

农药污染土壤生物刺激修复技术研究进展

生物刺激作为一种环境友好且高效的生物修复技术,在污染土壤治理中具有独特优势,已成为国内外学者研究热点。针对当前农药污染土壤现状,本文综述了农药污染土壤及生物刺激修复技术的概念和范畴,重点从营养底物、表面活性剂、有机改良剂等角度阐述了生物刺激的方法和种类,探讨了影响生物刺激法修复农药污染土壤的主要因素,提出了生物刺激法目前存在的不足之处及未来发展趋势。本综述可为农药污染土壤生物刺激修复技术的发展和应用提供科学支撑。