环境中抗生素抗性菌及抗性基因的研究进展

抗生素抗性菌及其抗性基因已成为公认的环境污染因素之一,威胁着人类健康和生态系统稳定.抗生素在临床和养殖业中的不合理使用,导致其在生态环境中残留,使得携带抗生素抗性基因的微生物获得了竞争优势,而抗性基因亦可在细菌之间发生转移,从而加速传播.该文对近年来国内外抗生素抗性菌及抗性基因的来源、危害性、抗性基因转移机制及细菌耐药性机制的研究进展进行了综述,分析了残留在环境中的抗生素抗性基因的污染现状和生态风险,以期为今后的相关研究提供参考.     

嘉兴市农田土壤中抗生素抗性基因的分布特征

为了了解嘉兴市农田土壤中抗生素抗性基因分布现状,采用PCR技术对嘉兴市农田土壤中12种抗生素抗性基因进行了检测。结果表明,嘉兴市农田土壤样品中erm B、erm C、erm F、erm A、tet B、tet C、tet M、tet O、tet Q、tet W、sul1和sul2基因的检出率分别为65.63%、71.88%、100%、53.13%、46.88%、84.38%、90.63%、87.50%、84.38%、71.88%、93.75%和100%。检测结果可以为嘉兴市从抗生素抗性基因角度评估农艺措施提供指导依据,为嘉兴市掌握污染动态变化情况控制抗生素抗性基因传播提供基础理论数据。     

石家庄汪洋沟地区抗生素、抗性细菌和抗性基因污染特征

以石家庄汪洋沟地区为研究对象,采用高效液相色谱-质谱法(HPLC-MS)、平板计数、实时荧光定量(qPCR)法分别对地表水、地下水及沉积物样品中的抗生素、抗性细菌和抗性基因进行定量分析。结果表明,汪洋沟地区四环素类抗生素总体含量高于磺胺类抗生素,水体中ρ(∑四环素)为5.81×101~3.87×105ng·L-1,ρ(∑磺胺)为1.02×101~5.37×103ng·L-1;沉积物中w(∑四环素)为4.28×101~1.63×105ng·g-1,w(∑磺胺)为1.18×101~1.68×104ng·g-1;水体中四环素的抗性细菌数量为4.00×101~2.13×104CFU·mL-1,磺胺抗性细菌数量为6.67×101~7.34×105CFU·mL-1;水体中抗性细菌含量比沉积物中低3~4个数量级。样品中检出的5种四环素类抗性基因(tetA、tetB、tetE、tetW和tetZ)、2种磺胺类抗性基因(sul1,sul2)及2种整合子基因(int1,int2)的相对表达量较高,其中tetA及sul1为汪洋沟地区的优势抗性基因,相对表达量均高于1.58×10-2。主成分分析结果表明ARGs的含量分布受不同污染源和复杂的水质特征的影响。从tet(B)基因的系统发育分析结果可以看出,水质的变化会导致抗性菌种存在差异。与国内外河流相比,汪洋沟抗生素含量处于较高污染水平,抗性基因污染也较为严重。     

华北地区不同规模畜禽养殖场粪便中抗生素抗性基因污染特征

为调查华北地区畜禽养殖环境抗生素抗性基因（ARGs）污染特征及影响因素,采集河北省和天津市不同规模的养猪场和养鸡场新鲜粪便样品,分析粪便中ARGs污染水平及有机质与ARGs含量的相关性。实时荧光定量PCR结果显示,不同种类畜禽养殖场粪便ARGs的相对丰度有显著区别,鸡粪中sul和erm基因的相对丰度高于猪粪,而编码核糖体保护蛋白的tet基因（4.24×10^-3~5.85×10^-1）在猪粪和鸡粪中的相对丰度无明显差异,均显著高于sul（1.07×10^-4~2.26×10^-1）、erm（6.36×10^-4~2.62×10^-1）以及编码外派泵蛋白和酶抑制剂的tet基因（1.24×10^-4~5.41×10^-2）。不同规模的养猪场粪便ARGs污染水平趋势为：中型 > 大型 > 小型,而不同规模养鸡场粪便中ARGs相对丰度无显著性差异（P=0.551）;此外,正交偏最小二乘判别（OPLS-DA）与典型相关分析（CCA）结果显示,畜禽粪便中编码核糖体保护蛋白的tet基因（tetM、tetO和tetW）相对丰度与有机碳（OC）和有机氮（ON）含量高度相关（VIP> 1）,sul基因则与OC/ON明显相关。综上,粪便中有机质和生物可利用碳氮比是影响畜禽养殖业ARGs污染水平的重要因素。     

广东西枝江-东江流域抗生素抗性基因污染特征研

抗生素抗性基因（Antibiotics Resistance Genes, ARGs）污染已成为全球性环境问题之一。于枯水季对广东西枝江-东江流域的淡水河、西枝江、东江干流上120多公里河段范围采样,共10个点,每个点同步采集水样和沉积物样品,采用实时荧光定量PCR方法,测定了3种代表性磺胺类耐药基因（sul1、sul2、sul3）及2种代表性整合酶基因（int1、int2）的存在及其丰度。结果显示,水样及沉积物样品中sul1、sul2、sul3和int1、int2均具有100%检出率,表明西枝江-东江流域水环境受到这5种抗生素抗性基因的污染。sul1和sul2在水样和沉积物中的绝对丰度和相对丰度最高,为优势抗性基因。抗性基因丰度在水体和沉积物间,具有较好的相关性（R2=0.64）。无论水体和沉积物,一些抗性基因之间也存在显著的正相关：sul1和int1（R2>0.95,P=0.000<0.01）,sul1和sul2（R2> 0.8, P=0.002<0.01）,sul2和int1（R2>0.8,P=0.004<0.01）。西枝江-东江流域的不同采样点的丰度水平并没有明显峰值,从支流到干流抗性基因丰度未随着水量的增加而削减,反而随着微生物繁殖和新的污染源排放而不断富集。     

嘉兴市抗生素抗性基因的污染现状调查

采用PCR技术对嘉兴市地表水和农田土壤中sul1、sul2、tetA、tetB和tetC等5种基因分布现状进行了调查。结果表明20个地表水水样中sul1、sul2、tetA、tetB和tetC基因的检出率分别为65.0%、95.0%、80.0%、40.0%、90.0%,9个农田土壤样品中sul1、sul2、tetA、tetB和tetC基因的检出率分别为55.6%,100.0%,55.6%,44.4%,88.9%。检测结果说明嘉兴市已经广泛受到抗生素抗性基因污染,为嘉兴市水污染治理提出了更高的要求。     

东洞庭湖表层沉积物中抗生素及抗性基因的时空分异特征

为研究东洞庭湖抗生素及抗性基因（Antibiotic Resistance Genes,ARGs）的时空分异特征,采集了东洞庭湖流域丰水期和枯水期的沉积物样品,使用超高效液相色谱-串联质谱法和实时荧光定量PCR技术研究了4类12种抗生素和8种相应抗性基因。结果表明：沉积物中抗生素浓度水平处于ng·g^-1级别,枯水期4类12种抗生素的检出率和浓度水平均高于丰水期。丰水期沉积物浓度范围为ND（未检出）~176.94 ng·g^-1,平均浓度为9.75 ng·g^-1;枯水期浓度范围为ND~101.34 ng·g^-1,平均浓度为10.88 ng·g^-1;磺胺类和喹诺酮类抗生素是东洞庭湖主要的抗生素。丰水期沉积物样品中共检出8种ARGs,绝对丰度范围在ND~1.03×10⁷ copies·g^-1;枯水期绝对丰度范围为9.93×10²~6.32×10⁹ copies·g^-1。从空间上看,下游ARGs总丰度高于上游。沉积物中抗生素与ARGs具有一定的相关性,并且在枯水期表现出更好的正相关性。研究表明,东洞庭湖表层沉积物中抗生素及抗性基因的浓度随时间和空间的变化有较明显的差异,在枯水期和靠近水产养殖的区域污染水平更高。     

黑土地抗生素抗性基因污染风险及对策

保护和修复黑土地不仅要保护黑土层,更要防控土壤污染。抗生素抗性基因污染因具有隐秘性而不易被察觉,对其污染风险,尤要加强事前防控。综述土壤抗生素抗性基因污染的来源和危害,及黑土地土壤面临的抗生素抗性基因污染风险,并从制定排放标准、加强监管等方面提出防范黑土地抗生素抗性基因污染的对策建议。     

水产养殖环境中抗生素抗性基因污染及其研究进展

抗生素不仅能防治水产生物的细菌性疾病,还能促进养殖生物的生长,因此在水产养殖业中的使用极为广泛。中国作为世界水产养殖大国,近年来养殖生态环境所遭受的抗生素污染日益严重,并由此诱导产生了一种新型的环境污染物--抗生素抗性基因。此类污染物可通过基因水平的转移进入人体,最终危害人类的健康,正引起国内外的广泛关注。在了解水产养殖环境中抗生素使用情况的基础上,阐述了抗生素抗性基因的来源、作用机制、传播扩散机制及污染危害影响,并对未来抗生素抗性基因的研究方向进行了展望,以期引起相关研究人员的重视,为保护水产养殖环境和水产品质量安全提供依据。     

Global trajectories of the long-term decline of coral reef ecosystems

Degradation of coral reef ecosystems began centuries ago, but there is no global summary of the magnitude of change. We compiled records, extending back thousands of years, of the status and trends of seven major guilds of carnivores, herbivores, and architectural species from 14 regions. Large animals declined before small animals and architectural species, and Atlantic reefs declined before reefs in the Red Sea and Australia, but the trajectories of decline were markedly similar worldwide. All reefs were substantially degraded long before outbreaks of coral disease and bleaching. Regardless of these new threats, reefs will not survive without immediate protection from human exploitation over large spatial scales.     

生态循环水养殖池塘抗生素抗性基因污染特征研究

为探究生态循环水池塘养殖模式中抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)污染特征,本研究利用宏基因组技术检测分析了生态循环水养殖池塘ARGs的赋存特征及其与微生物群落和环境变量的相互关系。结果显示:试验共检测出21类1 092种亚型ARGs,池塘底泥是ARGs的主要储存库。池塘中抗性基因macB、tetA(58)和nov相对丰度最高,多药类和主动外排泵是最主要的ARGs类型和耐药机制。养殖池塘水体和底泥微生物群落组成差异显著(P<0.05)。优势菌变形菌门(Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)中的多种菌属与不同类型ARGs存在显著正相关性,表明ARGs在这些菌属间具有水平转移的趋势,微生物为ARGs在系统中的持久存在和向水体扩散传播提供了有利条件。此外,氨态氮、亚硝态氮和硝态氮是影响养殖池塘ARGs分布特征和微生物群落组成的主要环境因子。本研究确定了生态循环水养殖系统中养殖池塘ARGs可能的背景值,并提供了生态化循环水养殖尾水具有较高ARGs传播风险的定量信息,为进...     

海南岛气候特征分析

为了更全面系统地了解海南岛的气候特征,更好地服务于经济和社会,利用海南岛18个市县气象站1951—2020年的逐日和逐月气象观测资料,从气候态、极端态和灾害态对海南气候进行了分析,结果显示:海南各地年平均气温均高于23 ℃,中部山区低东南沿海高,月际变化呈近似对称的单峰型分布,6—7月达最高;年雨量900 mm以上,东西差异大,五指山脉东部和东南迎风侧降水高值中心可达2 000 mm以上,月际变化呈阶梯状、非对称单峰型分布,高峰月在9月;年日照时数在1 700 h以上,沿海高于北部内陆和中部山区,月际变化呈双峰型分布,主峰在7月、次峰在5月、低谷在2月,显示出明显的雨、热、光同季特征。海南岛北部极端最高气温高于南部,两者均在38 ℃以上,高值中心可达41.1 ℃;中部山区极端最低气温低于四周,最低值达?1.4 ℃;各地最多年雨量在1 500 mm以上,最少年雨量少于1 500 mm;最长连续雨日在26 d以上,多出现9—10月,最长连续无雨日接近或超过30 d;各地最大日雨量超过300 mm,最大过程雨量在600 mm以上。海南岛高温集中在5—7月,全岛平均高温日约20 d,呈北多南少分布;五指山以北地区低温阴雨较为常见,年均低温阴雨过程1～2次,低温阴雨日数约10 d,五指山以南相对罕见;暴雨日数东多西少,全岛平均年暴雨日约8 d,月际分布呈非对称单峰型,5—10月平缓增多,10—11月断崖式下降;暴雨灾害以单站暴雨为主,半岛范围暴雨是小概率事件,全岛性暴雨非常罕见,均出现在2000年后;气象干旱常见,西部和南部沿海冬春连旱频繁,在秋季台风降雨少时,其他地区也易见冬春连旱。     

浙东沿海地区加拿大一枝黄花发生规律与防治技术初探

在摸清加拿大一枝黄花发生分布规律的基础上,提出了按发生类别适时选择化学防治或物理性防治等多种具体防治措施。     

畜禽养殖场气载抗性基因污染特征与技术挑战

抗生素在畜禽养殖行业的广泛使用导致大量耐药菌的出现,进而加速了抗生素抗性基因（ARGs）在养殖场环境中的传播扩散。气溶胶作为ARGs的储存库,由于具有较高的潜在风险而成为环境健康中的热点问题。国内外专家针对畜禽养殖场中气载ARGs的分布特征与传播转移机制展开了一系列研究。本文综述了近年畜禽养殖场气载ARGs的研究进展,分析了国内外典型养殖场空气中ARGs的归趋特性,阐明了气载ARGs的传播转移机制,并探讨了这一环境污染对人体健康的潜在风险,以期为今后畜禽养殖工作及ARGs的健康风险管控提供参考。     

海南岛干旱的气象特征及监测指标

为科学制定应对干旱措施,减轻干旱对海南生态和生产的影响,从降水分布、干旱成因、干湿状况、水分平衡及监测指标等角度描述海南岛干旱的气象特征。结果表明,海南岛降水时空分布不均匀：冬春少、夏秋多,空间上东多西少;从干湿指数看,11月到翌年4月气候干燥,5月开始逐渐变湿,8、9、10月最为湿润。地表实际蒸散发量中间山区高,四周平原台地低。从月降水满足实际蒸散发需水量的能力来看,海南岛的冬春季节降水充沛月比例较低,普遍在20%以下;南部和西部尤为严重,监测海南岛干旱发生发展,旱季适宜用6个月或12个月时间尺度的SPEI指数,而雨季适宜用3个月时间尺度的SPEI指数。     

Antibiotics and antibiotic resistance genes in natural environments

The large majority of antibiotics currently used for treating infections and the antibiotic resistance genes acquired by human pathogens each have an environmental origin. Recent work indicates that the function of these elements in their environmental reservoirs may be very distinct from the "weapon-shield" role they play in clinical settings. Changes in natural ecosystems, including the release of large amounts of antimicrobials, might alter the population dynamics of microorganisms, including selection of resistance, with consequences for human health that are difficult to predict.     

海南橡胶林历史台风灾害的时空分布规律研究

海南是我国主要的橡胶产区,也是台风频发区域。了解橡胶林台风灾害的历史变化规律,对建立有效的橡胶林台风灾害预警和防御措施具有重要的意义。根据海南1977—2012年橡胶林台风灾情历史数据,选取16次对海南橡胶林造成较大影响的台风灾情数据,结合橡胶园风害等级标准,分析海南橡胶林台风灾损的空间分布规律。结果表明:(1)1977—2012年橡胶林台风灾损情况在空间上存在明显差别,每次橡胶林灾损的严重程度分布均与台风的强度和路径密切相关。36年间,全岛绝大多数的农场发生橡胶林灾损次数在4~8次之间;橡胶灾害等级也有所不同;(2)在时间上,橡胶林风害灾损的分布随着台风影响次数减少而减少,但橡胶林受损害程度在增加;橡胶灾害损失与台风等级密切相关,当风速大于10级以后,橡胶灾情与风速大小正相关。     

海南岛冬季蔬菜根结线虫病的发生及其防治研究

海南冬季蔬菜中所有瓜类、茄果类和豆类均可感染根结线虫病，病害严重程度与寄主作物连作年限呈正相关，连作两年以上地块株发病率高达100％，根结指数为3.2。经鉴定，病原线虫优势种群为南方根结线虫，还有爪哇根结线虫和工化生根结线虫行复合侵染。化学防治试验结果表明，10％IKI－1145G能有效地控制二龄幼虫的群体数量和根结形成，10％益舒宝G次之。