畜牧养殖业废弃物中抗生素及抗性基因研究进展

抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)可以持久性存在于环境中,通过基因水平转移功能广泛传播于菌群之间,携带有抗性基因的细菌最终可能通过食物链进入人体,引发难以治愈的细菌性疾病,给人类健康带来严重威胁。该文主要针对畜禽养殖废弃物中抗生素及抗性基因污染这一问题,结合国内外最新研究对畜禽养殖中抗生素及抗性基因的污染现状、产生和传播机制以及消除技术等进行了综述,为我国畜牧业可持续发展提供理论参考。     

畜禽粪便中残留四环素类抗生素的研究概况

近年来,兽用抗生素作为饲料添加剂广泛用于畜禽养殖业,超量使用抗生素是导致畜禽粪便中高浓度抗生素残留的主要原因。畜禽粪便中残留抗生素带来的生态风险逐渐成为人们关注的焦点。文章概述了四环素类抗生素(包括四环素、土霉素、金霉素)在养殖业的使用情况,以及畜禽粪便中四环素类抗生素的残留及生物处理(好氧堆肥和厌氧消化)降解过程。     

好氧堆肥对畜禽粪便氟喹诺酮类抗性基因消减的研究进展

在畜禽养殖业中,氟喹诺酮类抗菌药(fluoroquinolones antibiotics, FQs)的广泛使用导致氟喹诺酮类抗性基因(fluoroquinolones resistance genes, FRGs)在环境中传播,对环境生态造成威胁。目前,好氧堆肥是去除FRGs的有效手段之一。笔者综述了畜禽粪便好氧堆肥中不同因素[FQs、微生物群落、可移动遗传元件(mobile genetic elements, MGEs)、环境因素(温度、pH值、含水量、碳氮比、电导率等)和重金属]对FRGs去除效果的影响,旨在为FRGs的有效控制提供参考。     

畜禽养殖场抗生素耐药基因残留及传播研究进展

抗生素耐药基因是一种新型的环境污染物.在畜禽养殖过程中,兽用抗生素耐药基因的残留与传播,受到广泛关注.该文在总结养殖场中抗生素耐药基因种类的基础上,分析其残留现状及在环境中的传播途径和方式,为控制耐药基因在养殖场的传播提供理论指导.     

简述畜禽养殖环境中抗生素及抗生素抗性基因的相关研究进展

在全球范围内,畜禽养殖业占抗生素使用总量的一半以上,为研究分析畜禽养殖环境中的抗生素及抗生素抗性基因,在本文中,作者论述了畜禽养殖环境中抗生素和抗性基因的污染与传播的机制以及对如今的污染现状进行解析,评估了畜禽环境以及畜禽废物去除ARGs的常用方法所具备的去除效率,分析了我国的政策导向和指导意见,最后,还强调了未来关键的研究需求以及建议。     

环境中细菌抗药性的研究进展

抗生素抗性基因已经成为公认的环境污染物,威胁着生态安全和人类健康。抗生素在临床和养殖业中的大量应用,使生态环境中各微生物处于残留抗生素及抗药性遗传元件的影响中,导致抗生素抗性菌获得了竞争优势,破坏了微生态系统的稳定性。作者从宏观环境角度阐述了抗药性基因传播的微分子概念,通过从抗药性发展机制、抗药性引起的环境污染、抗药性对环境微生物影响3个方面进行分析,阐明环境在细菌抗药性的发展进程中起到的关键作用,同时分析环境抗药性,包括菌群生态多样性、抗药性细菌种类及传播、抗生素残留及抗药性基因传递富集的危害等。     

城市环境所在畜禽废水磷回收研究中获进展

鸟粪石(MgNH4PO4·6H2O)结晶法是畜禽废水中磷回收的常用方法之一.然而,畜禽养殖废水中兽用抗生素及其抗生素抗性基因的广泛残留,使得回收鸟粪石在后续农用中造成抗生素抗性的扩散、传播,对生态环境健康造成风险.     

四环素类兽药的环境行为及其生态毒理学研究进展

抗生素类兽药是一类在畜禽养殖和水产养殖过程中广泛使用的兽药,持续大量使用对生态环境产生的危害已经引起社会各界乃至全球范围的关注。四环素类抗生素使用量在抗生素中处于前列,其在环境中大量残留,已经对环境产生了潜在的危险。论文在总结国内外相关研究的基础上,从四环素类抗生素在环境和食品中的残留情况、对水污染的情况以及对土壤污染等方面论述了四环素类抗生素的环境行为,同时从水生生态毒理学等方面论述了四环素类抗生素生态毒理的研究进展,并提出了应该尽快建立和完善四环素类抗生素以及其他抗生素的环境生态风险评估体系的建议。     

多肽类抗生素的环境安全性评价研究进展

多肽类抗生素(AMPs)是目前国内应用较广泛的抗生素种类之一。该类化合物不易被生物体吸收,多数以原形形式随粪便和尿液排出体外,可能会对环境和人类健康造成严重危害。本文综述了环境中AMPs的暴露情况及检测方法,揭示了其在环境中的迁移转化、降解特性及生态效应,同时介绍了其耐药菌和抗性基因的产生和去除技术,分析了该类抗生素环境安全性研究的发展趋势,提出AMPs的环境行为和生态效应研究应从多药联合使用方面及发生机理等进一步深入,未来应开发出更有效地AMPs抗性基因去除技术。本文为全面评估AMPs的环境安全性及有效避免或降低该类抗生素耐药性及抗性基因(ARGs)的传播提供科学依据。     

山东东营地区畜禽粪便中抗生素残留研究

为了研究山东东营地区畜禽粪便中抗生素残留特征,试验采用液相色谱串联质谱法对山东东营地区12个养猪场、10个养鸡场、9个养牛场粪便样品中的四类抗生素(磺胺类、氟喹诺酮类、四环素类、大环内酯类)含量进行测定和分析。结果表明:猪粪、鸡粪、牛粪中磺胺类抗生素检出率为6%～100%,氟喹诺酮类抗生素检出率为62%～100%,四环素类抗生素检出率为98%～100%,大环内酯类抗生素检出率为0～50%;四类抗生素含量在猪粪中最高,鸡粪次之,牛粪中最低。说明粪便中四环素类抗生素含量最高,氟喹诺酮类和磺胺类抗生素次之,大环内酯类抗生素含量最低。     

畜禽养殖场生物气溶胶中抗生素抗性基因研究进展

在畜禽养殖过程中常使用抗生素以预防和治疗疾病，因此抗生素及抗生素抗性基因（Antibiotic Resistance Genes,ARGs）在养殖场的粪便、空气、土壤和污水中均有残留。空气中的ARGs通常由生物气溶胶携带，通过吸入或摄入方式威胁畜禽以及人类健康。本文在分析畜禽场生物气溶胶中ARGs来源、传播方式及影响因素基础上，重点阐述了气溶胶ARGs的危害及控制措施，以期为减少气溶胶ARGs污染、改善养殖环境等提供参考。     

四环素类抗生素在环境中的风险评估研究进展

四环素类抗生素因成本低、价格低、抗菌谱广及抗菌活性好等特点被广泛用于养殖业,由于其在动物体内吸收较少,大部分以原形或代谢物的形式排出体外,随动物的粪便、尿液进入环境。多项研究表明,四环素类抗生素在环境中的暴露量大,吸附能力强、迁移能力弱,微生物、光照及温度都会影响其在环境中的稳定性,其在环境中的暴露对植物生长、水生生物及微生物群落结构数量和抗性基因均会产生负面影响。作者综述了四环素类抗生素在环境中的暴露现状、吸附及降解行为特性、效应研究及其在环境中的风险评估现状,旨在引起人们对环境中四环素类抗生素污染的重视,为环境中四环素类抗生素及抗性基因的去除提供参考,并对今后四环素类抗生素的环境风险评估提出展望。     

新四环素耐药基因tet(63)的发现与鉴定

正四环素类抗生素因其广谱的抗菌活性、低生产成本以及无严重的不良反应被广泛应用于人医临床和畜牧养殖业。然而,随着四环素类抗生素的大量、不合理使用导致细菌四环素耐药性愈发严重,给人类和动物健康造成了巨大威胁。四环素耐药基因的获得是细菌产生四环素类抗生素耐药性的最主要原因。同时,在持续的抗生素选择压力下,四环素耐药基因不断的产生和进化。因此,揭示四环素耐药性产生新机制对监测以及防控细菌四环素耐药性的传播具有十分重要的意义。     

两种不同发酵方式去除有机肥鸡粪中抗生素抗性基因的比较研究

畜禽养殖废弃物及其制成的有机肥是环境中抗生素抗性基因(ARGs)污染的主要来源之一。采用基因芯片技术，测定了两家不同规模鸡场鸡粪和不同有机肥发酵工艺制作的有机肥样品中抗生素抗性基因ARGs的组成和丰度。对有机肥样品中常见的10种抗生素进行定量分析，结果显示两家养鸡场鸡粪样品中均有10种抗生素检出，其中以四环素类抗生素的浓度最高，浓度范围在6.30μg·kg^-1～421.22μg·kg^-1之间；抗性基因的组成以氨基糖抗生素类和四环素类占比最大。高温立式发酵工艺对ARGs和可移动遗传原件(MGE)的去除均要高于传统发酵床工艺，前者的去除率分别为69.97%和70.46%,后者分别为27.84%和45.03%。     

大肠杆菌磺胺类药物抗性基因的检测

为了解不同来源大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)对磺胺类药物的抗性,从鸡(128)、鸽子(86)和鹌鹑(36)的病变器官以及养殖场周围水(45)、土壤(35)中共分离到330株E.coli,应用肉汤微量稀释法和PCR方法,分离、鉴定磺胺类药物抗性菌株,检测抗生素抗性基因,分析抗生素抗性。结果显示,不同来源的330株E.coli分离株中,对磺胺甲恶唑、磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲氧嘧啶的敏感菌株分别为118株(35.8%)、109株(33.0%)、95株(28.8%)、81株(24.5%)。磺胺类药物敏感菌株对抗生素的耐受能力依次为:氯霉素、青霉素、四环素、环丙沙星、庆大霉素、利福平;且病变器官分离菌株的抗生素抗性高于水、土壤中分离的菌株,鸡源分离菌株抗生素抗性高于鸽子、鹌鹑;菌株的磺胺类抗性基因sul1、sul2、int1检出率较高,Int2、sul3检出率较低。磺胺类抗生素抗性菌的抗性基因检出率依次为鸡、鸽子、鹌鹑、水、土壤。病变组织、水、土壤分离株中共检出182个抗性基因,其中,97株只含1种抗性基因,11株含2种抗性基因,6株含3种抗性基因,5株含有4种抗性基因,5株含有5种抗性基因。磺胺类抗生素抗性菌株有11株未检出抗生素抗性基因,而无磺胺类抗生素抗性的菌株有7株检出磺胺类抗生素抗性基因。结果表明,不同来源菌株的磺胺类药物抗性不同,E.coli的磺胺类抗生素抗性较高,且磺胺类抗生素抗性菌株具有多重抗生素抗性,E.coli磺胺类抗生素抗性的表现型与其基因型之间存在不完全吻合现象。     

牦牛瘤胃微生物抗生素抗性基因对3种外源性刺激因子的响应

通过给牦牛投喂硫酸头孢喹肟(CEF)、盐酸二氟沙星(DIF)和黄曲霉毒素B1(AFB1),并进行瘤胃微生物宏基因组测序,旨在揭示这3种外源性刺激因子对抗生素抗性基因(ARGs)种类、抗性类型、抗性机制等的影响,对于深入研究微生物抗性组特征和抗性机制具有重要价值。选取15头牦牛,随机分5组。Cef组和Dif组分别根据说明书推荐剂量按体重计算、灌服CEF 1 mg·kg^-1和DIF 1 mL·kg^-1;E1组和E2组分别按采食量投喂AFB120、60μg·kg^-1;C组为对照组。处理7 d后,采集瘤胃液,提取DNA,Illumina HiSeq测序,对reads counts进行标准化得到TPM值,并进行方差分析。结果显示,对照组共获得132种ARGs,分属30种抗性类型,其中,四环素类tetQ和tetW基因丰度较高;Cef组tetW基因丰度增加(P<0.05),Dif组tetQ丰度增加(P<0.05);Cef组四环素类和头孢菌素类抗性基因丰度增加(P<0.05),Dif组四环素类和氨基香豆素类抗性基因丰度增加(P<0.05),E1组氨基香豆素和青霉烯类抗性基因丰度增加(P<0.05),E2组青霉烯类、头孢菌素类等9类抗性基因丰度均增多(P<0.05);Dif组Erm基因23S核糖体RNA甲基转移酶丰度增加(P<0.05),E2组中ATP结合盒超家族等3种抗性机制相关基因的丰度增加(P<0.05);3种因子均显著增加四环素类ARGs宿主的种类。结论:瘤胃是蕴含丰富ARGs的储藏库,其中,四环素类抗生素抗性基因tetQ和tetW是主要的ARGs。不仅CEF和DIF使部分ARGs的种类、抗性类型以及耐药机制相关酶等的丰度升高,增加瘤胃微生物的耐药性,而且AFB1也具有类似作用,且高剂量AFB1对抗性类型的影响范围较抗生素大。这3种因子还导致携带四环素类ARGs宿主微生物的种类数量增加,从而强化横向转移机制,加快ARGs传播,增强微生物对四环素类的耐药性。     

城市环境所在猪粪厌氧消化去除抗生素抗性基因研究方面取得进展

<正>在发展中国家,畜禽养殖业仍广泛和大量地使用抗生素,畜禽排泄物成为环境抗生素抗性基因的重要储存库。抗生素抗性基因能在不同的宿主间水平转移的特征,加剧了其对居民生活健康的威胁。越来越多的证据表明,长期使用粪肥会增加农业土壤抗生素抗性。因此,评估和发展粪肥处理工艺对降低抗生素抗性基因环境传播风险至关重要。厌氧消化和堆肥是目前用于处理畜禽排泄物的主要技术。其中厌氧消化不仅可以降解有机质、消灭病原微生物,还能产生清洁能源。近     

腹泻仔猪中奇异变形杆菌分离鉴定与耐药基因分析

从腹泻仔猪中分离奇异变形杆菌,并对其耐药性和14种常用抗生素的耐药基因进行检测和分析。采用分离培养、攻毒试验、药敏试验和PCR特异性扩增等方法对分离菌进行鉴定和耐药基因的检测。结果显示,共分离到15株奇异变形杆菌,发现部分分离菌可以导致仔猪腹泻,所有分离菌均有多重耐药性,86.67%(13/15)的分离菌含有3种以上的耐药基因;四环素类、磺胺类、氯霉素类抗生素对分离菌无抑制作用,而β-内酰胺类和氨基糖胺类的部分抗生素对分离菌有抑制作用,喹诺酮类的抑菌效果较好;对β-内酰胺类抗生素、磺胺类抗生素、四环素类抗生素、氨基糖苷类抗生素和氯霉素类抗生素的耐药性主要是由cmy、sul-2、 tetA、aadA和floR耐药基因所导致的。结果表明,腹泻仔猪中分离的奇异变形杆菌含有大量的耐药基因和多重耐药性,可以引起仔猪腹泻症状,导致抗生素在临床治疗时不能发挥作用。     

固相萃取-超高压液相色谱串联质谱测定黑水虻幼虫四环素和土霉素残留

四环素类抗生素是畜禽粪便中残留量最高的抗生素之一,黑水虻幼虫转化畜禽粪便有蓄积抗生素的风险,因此监测虫体抗生素的含量以明确其作为蛋白原料的饲用安全性十分必要.本研究建立了超高效液相色谱-串联三重四极杆质谱(UPLC-MS/MS)快速检测黑水虻幼虫体内四环素(TC)和土霉素(OTC)残留的方法.采用乙腈-柠檬酸缓冲液与E...     

畜禽粪便抗生素残留及其对环境的影响

随着我国畜禽养殖业迅速发展,畜牧业已成为农业和农村经济的支柱产业。在畜禽养殖业快速发展的同时,兽用抗生素的种类以及数量也在逐年增加,畜禽粪便中抗生素的残留所带来的环境问题已不容忽视。本文综述了国内外近年来畜禽粪便中抗生素残留情况,综合分析了畜禽粪便中抗生素残留对环境的影响及其处理方法,并对今后的研究重点做出了展望。