水环境中抗生素和抗性基因污染特征及控制措施

 抗生素作为一类抗菌类药物被广泛用于医疗、农业和畜牧业等领域,因其使用量大并能诱导产生耐药菌株,对人类健康和生态环境造成巨大威胁。在梳理近年来地表水环境中抗生素相关研究的基础上,阐述了水环境中抗生素和抗性基因的污染来源和污染特征,分析了环境浓度水平下抗生素污染对人群和生态环境的影响,讨论了水环境中抗生素污染的控制措施及目前研究的主要问题,并对今后的研究进行了展望。     

制药废水厂微生物群落和多种抗性基因相关性分析

为了研究多种生物处理工艺制药废水中微生物群落结构和抗性基因的分布特征、扩增情况及其相关性,采用Miseq高通量测序分析技术和荧光定量PCR技术对制药废水厂中活性污泥进行检测。荧光定量结果表明:sul1,sul2,tetO,tetQ,tetW,OXA-1和可移动遗传元件int1在制药废水厂中各个阶段均能被广泛地检测到,总抗性基因浓度范围为3.09×10~8～2.26×10~9 copies/g(干重),基因总浓度上升了7.3倍。Miseq测序结果表明:制药废水中主要优势菌门为Proteobacteria,Bacteroidetes,Firmicutes,Thermus和Gemmatimonadetes等门,其平均总相对丰度比例占到81.05%;冗余分析显示,Aeromicrobium与sul2呈较高程度的正相关性,可能是sul2在微生物群落中存在的可能的主要菌群;Rhodovulum和Rhodospirillaceae菌属与OXA-1和tetQ呈较高程度的正相关性,这些菌属是这些ARGs分布的主要菌属;Acinetobacter与tetO和tetW呈现较高程度的正相关性,可能是tetO和tetW在微生物群落中存在的可能的主要菌属。因此,相关抗性基因的增值和分布与相关特定菌属有关,可以通过控制相关菌属的丰度来消减工业废水厂中的抗性基因。     

禽畜养殖场土壤抗生素抗性基因污染的初步研究

抗生素作为禽畜疾病预防及治疗药物、生长促进剂、饲料添加剂等被广泛应用于养殖业并进入环境,造成了环境中抗性耐药菌和抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)的日益增加,从而影响人体健康和生态环境.因此,ARGs作为一种新型环境污染物已经引起了人们的广泛关注.本工作以珠海某些养殖场及周边土壤中的微生物及其ARGs为主要研究对象,采用聚合酶链反应(PCR)研究了养殖场土壤细菌DNA中9种四环素抗性基因存在和污染水平.结果表明,所研究的9种四环素抗性基因中除tetD之外,其他8种抗性基因(tetA、tetB、tetC、tetG、tetL、tetO、tetQ和tetX)均可检出,其中tetG的样本检出率达到94％;另外,对其中常见的4种ARGs(tet、tetC、tetG和tetX)的荧光实时定量PCR定量结果显示,在这4种基因中,以tetC在样品中的丰度最高,tetG次之.在16个土壤采样点中发现,tetC和tetG的copies/g DNA达到108量级均占50％,其他基因的copies/g DNA最低也能达到102～ 105之间,与北京某一养猪场周边土壤中抗性基因含量相当,有些甚至更为严重.     

种植黑麦草对山西工矿区多环芳烃和重金属复合污染土壤微生物群落多样性的影响

本文以山西工矿区生黄土为供试土壤,以黑麦草(Lolium perenne L.)为供试植物材料,通过室内培养实验,采用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE),研究不同浓度PAHs和HgCl2单一及复合污染种植黑麦草对土壤微生物群落多样性的影响.结果表明:不同浓度PAHs与HgCl2处理下黑麦草土壤微生物基因条带差异明显.与对照组相比,低浓度污染处理下基因条带数稍有增加,而高浓度污染处理下部分基因条带消失.各污染水平下土壤微生物所共有的优势条带较多.在HgCl2单一污染条件下,土壤微生物多样性首先随着污染浓度的升高而增加,污染浓度大于3 mg·kg-1时,土壤微生物群落多样性指数随着浓度的升高逐渐降低,在最高浓度60 mg·kg-1时,较对照组降低5.0%;PAHs单一污染与HgCl2单一污染处理下土壤微生物群落多样性指数表现出相似的规律,污染浓度大于10 mg·kg-1时,土壤微生物群落多样性指数开始降低,在最高浓度50 mg·kg-1时,较对照组降低了2.8%.HgCl2与PAHs复合污染在中浓度A22(PAHs 5 mg·kg-1、HgCl215 mg·kg-1)时对土壤微生物群落多样性表现为协同作用,而在最高浓度A36(PAHs 50mg·kg-1、HgCl260mg·kg-1)则表现为抑制作用.     

畜禽养殖废水中抗生素和抗性基因的去除技术进展

近年来抗生素在养殖业中大量使用,致使畜禽养殖废水成为抗生素及其抗性基因的重要储库,成为环境中抗生素及其抗性基因的重要来源之一.在分析养殖废水中抗生素及其抗性基因含量的基础上,介绍可同时去除畜禽养殖废水中抗生素及其抗性基因的处理技术.在分析各处理方法的优缺点的基础上,提出一种可行的畜禽养殖废水抗生素及其抗性基因处理技术.     

环丙沙星对厌氧反应器处理含磷废水效能及微生物群落响应的影响

污水处理中抗生素类污染物的存在可能会对系统中微生物活性产生影响,而微生物活性直接影响系统除COD和除磷的效果。本文研究环丙沙星(CIP)对升流式厌氧污泥床(UASB)处理含磷废水的运行效能及其微生物群落响应的影响,对COD、总磷和磷酸盐去除率、相关酶活性以及微生物群落结构等进行了探讨。结果表明：未投加CIP时,UASB反应器对含磷废水COD去除率稳定在98%左右,当CIP增大到10 mg/L时,COD平均去除率下降到63.1%,总磷去除率呈现下降趋势,对磷化氢的浓度影响较大;LB-EPS三维荧光图谱中出现了色氨酸蛋白及辅酶F₄₂₀有关的特征峰,TB-EPS出现了类腐殖酸的特征峰。在CIP胁迫下,Chloroflexi是细菌中主要的优势菌门,进水CIP浓度为3、5和10 mg/L时,其相对丰度分别为43.13%、44.48%、39.96%;甲烷杆菌属Methanobacterium和甲烷丝菌属Methanothrix是古菌的优势菌属,从而保证了UASB反应器的有效运行。KEGG功能分析表明,古菌与细菌主要以碳水化合物代谢和能量代谢为主,提高进水CIP浓度后,膜运输的...     

生活污水中四环素类抗生素抗性基因污染的初步研究

抗生素抗性基因作为一种新型环境污染物已成为环境领域的研究热点之一.以生活污水处理系统进水、出水、曝气池、污泥4种代表性样品进行四环素类抗性细菌筛选,并用PCR对抗性基因进行初步鉴定.在对污水处理系统中4类样品进行细菌培养后,筛选出抗性细菌9种(1S,1L,2R,2S,3Y,3L,4L,4T,4T1).进水、污泥、曝气池中抗性细菌相对数量较多,出水中较少.结果表明生活污水中存在四环素类抗性基因污染.     

重金属污染下台湾相思和尾叶桉根区土壤微生物群落多样性

利用BIOLOG微平板技术对广州市黄埔区龟山重金属污染下台湾相思（Acacia confusa）和尾叶桉（Eucalyptus urophylla）根区土壤微生物群落多样性进行了研究.结果表明,广州市黄埔区龟山土壤重金属污染严重,其中全Cd和全Zn含量大大超出广州市背景值,并对微生物群落产生最大负效应.土壤环境的恶化导致细菌数量减少,微生物代谢活性滞后,对醣类和氨基酸类碳源利用低,多样性指数降低.黄埔区台湾相思和尾叶桉根区土壤细菌数量和微生物多样性显著高于裸地.由于重金属污染对根区土壤的影响较大,台湾相思和尾叶桉根区土壤的细菌数量、微生物碳源利用类型以及群落多样性指数均无显著差异.然而,台湾相思根区土壤微生物的代谢活性随着培养时间的延长,呈迅速上升趋势,并较其他供试土壤具有更高的代谢能力;另外,台湾相思不仅可以稳定土壤中的Cu和Pb,还能吸收Cd和Zn,并且其固氮能力能有效增加土壤养分含量,对土壤条件进行改良,也是广州市常用的造林先锋树种,适合作为广州市黄埔区重金属污染地植被重建材料.     

水产养殖生物和养殖环境细菌鉴定及抗生素抗性基因检测

抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)作为一种新型环境污染物,极大地限制了我国水产养殖业的发展.采用改进的煮沸法,设计快速提取DNA的方法,鉴定194株水产养殖生物和养殖环境中革兰氏阴性菌和阳性菌.选取其中的139株细菌,采用PCR方法研究氟氯霉素抗性基因(floR)、2种磺胺类抗性基因(sul1、sul2)、链霉素抗性基因(str)及甲氧苄啶抗性基因(dfrA20)的存在情况.结果表明,鉴定的194株菌株属于62种不同种属,主要以赖氨酸芽孢杆菌、副溶血性弧菌、中间气单胞菌、嗜水气单胞菌、温和气单胞菌、蜡样芽孢杆菌、弗氏柠檬酸杆菌、金黄杆菌、假交替单胞菌、霍乱弧菌为主.139株细菌中floR、sul1、sul2、str、dfrA20检测结果呈阳性的分别占11.51％、20.86％、12.23％、10.07％、2.88％,表明水产养殖生物和养殖环境中存在不同程度的抗生素污染.     

抗生素与肠道菌群关系研究进展

 从抗生素与肠道菌群的关系出发,在抗生素角度,概述了抗生素对肠道菌群构成、肠道定植抗力、菌群类别及代谢活动的影响,综述了抗生素通过调节肠道菌群恢复肠-脑轴、肠-肝轴稳态,延缓非感染性疾病的研究进展。在肠道菌群角度,简述了肠道菌群在抗生素耐药基因储存传播、新型抗生素发现过程中的特别作用。     

厌氧颗粒污泥微生物菌群及研究方法进展

厌氧颗粒污泥是废水厌氧处理过程的决定性因素。本文对厌氧颗粒污泥中主要微生物菌群特别是产甲烷菌的结构进行了详细描述,并对FISH、实时荧光定量PCR、变性梯度凝胶电泳、16S rRNA、T-RFLP等现代分子生物学技术在厌氧颗粒污泥微生物菌群结构研究中的应用进行了综述,并对颗粒污泥的形成与生长过程以及调控颗粒污泥内部菌群结构等方面的研究趋势进行了展望。     

养禽场周围水环境中磺胺类抗性菌、抗性基因分布

为进行养禽场周围水环境中磺胺类抗性菌、抗性基因分布的研究,从3家养禽场多个区域水环境中分离的56株大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli),应用肉汤微量稀释法分析磺胺类药物敏感性,应用PCR方法检测磺胺类药物抗性基因。结果有18株(32.14%)磺胺类抗性菌,对利福平的耐受性最弱,对氯霉素的耐受能性最强;共检测到64个抗性基因,三个养禽场分别为:19(29.69%)、29(45.31%)、16(25.00%);分别为sul1 18(28.12%)、sul2 13(20.32%)、sul3 7(10.94%)、Int1 18(28.12%)、Int2 8(12.50%)。含一种抗性基因的菌株为1株、含2种抗性基因的菌株为1株、含三种抗性基因的菌株为6株、含四种抗性基因的菌株为5株、含五种抗性基因的菌株为4株,而1株无抗生素抗性的菌株检出抗性基因。结果表明在养禽场场内检测到抗性基因和抗性菌株数量较高、养禽场周围水环境中存在磺胺类抗性菌株,且具有多重抗性,可能对生态环境的产生一定的不良影响。     

中国东北条子河中微生物群落变化与锌砷污染的关系研究

研究目的：通过研究河流微生物与污染物的互作关系,为河流污染治理等相关研究提供新途径。创新要点：研究选择的目标河流是报道较少的辽河二级支流,该研究对于了解支流污染特别是东北地区河流污染有重要的意义。将分子生态学技术应用于分析不同污染程度的河流底泥微生物变化,建立微生物种群变化和污染物的互作关系。研究方法：选取沿条子河的8个代表性区段,分析河水和底泥中重金属和污染物的变化情况。通过变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术分析不同河流区段内真核和原核微生物种群变化,解析河流中污染物对底泥微生物的影响,建立微生物种群变化和重金属污染的互作关系。重要结论：重金属污染物的存在能抑制底泥中微生物生长,仅少量具有较强抗性的微生物存活（见图4）;有机污染物的增加使对重金属有较强抗性的Limnodrilus hoffmeisteri 大量繁殖（见图2~4）,从而大量消耗溶解氧,导致好氧微生物死亡和河水自净能力退化,最终引起水质恶化。由此可见,微生物对环境污染物的变化有很敏感的响应,通过对环境中微生物的监测有助于进一步分析环境污染的变化。     

河流植物群落下底泥中碳氮磷和重金属富集效应分析

【目的】探明河流植物群落下的底泥中碳氮磷和重金属的积累机制。【方法】在淮河上游地区索河流域不同生境类型(浅滩区和浅水区)下分别选取3处当地优势植物扁秆藨草(Scirpus planiculmis)和黑三棱(Sparganium stoloniferum)单优势群落,采集植物群落下和对照(植物盖度<5%)0～10 cm(表层)、≥10～20 cm(中层)和≥20～30 cm(下层)处的底泥,用独立样本t检验分析植物群落下3个层次的底泥中OC(有机碳)、TN(全氮)、TP(全磷)、As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn是否有显著富集效应,计算底泥中各元素的相对富集指数E(relative enrichment index, E),并用偏最小二乘回归(PLSR)法分析相对富集指数的影响因素。【结果】扁秆藨草和黑三棱群落下的底泥中OC、TN、As、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb和Zn有显著富集作用,且富集作用主要发生在表层底泥。整体上,植物群落下0～30 cm深的底泥中OC、TN和各重金属的E值主要受到各元素在底泥中本底值的影响,其次为植物种类,再次为生境类型,而底泥质地对其影响相对较小。【结论】在污染河流中种植当地优势挺水植物种可以使河流中的营养元素和重金属定向转移到植物群落下的底泥中,尤其是表层底泥中。这其中的主要驱动力表现为植物对水体中颗粒物和营养物质的拦截,以及植物枯落物和死亡根系的分解及矿化。扁秆藨草可能对Cd、Cr、Hg、Pb和Zn有吸收富集作用。     

养殖环境病原菌以及超级细菌气溶胶的发生与传播的监测

为了观察和评估养殖环境耐药细菌气溶胶的形成与扩散,采用Andersen-6级空气样品收集器在养鸡场鸡舍环境舍内、外(到下风方向800 m)收集空气样品;与此同时,采集鸡只粪便样品。对样品分离的大肠杆菌(E.coli)进行药物敏感性测试。结果显示,各个地点分离的E.coli对利福平和青霉素完全耐药,但他们对妥布霉素、庆大霉素敏感;有不同数量的菌株对氟哌酸、链霉素、头孢哌酮、氯霉素、复合磺胺和四环素有不同程度的耐药性。采用多重PCR方法,分别对从鸡、猪、牛舍(共21个)及其环境中分离到的480株大肠杆菌,进行了5种毒素基因即STa,STb,LTa,Stx1和Stx2/Stx2e的检测。结果表明,分离株都携带有一定数量的毒素基因,很多携带2种或2种以上。通过对11个动物舍(鸡、猪、牛、兔)空气和粪便样品分离的426株肠球菌对四环素类(TetM)、氨基糖甙类抗生素及万古霉素VanA和VanB主要耐药基因的检测表明,14.55%的细菌对β-内酰胺酶耐药;分离株都存在不同程度的对四环素类抗生素的耐药性;共检测出31株肠球菌携带vanA和vanB耐药基因;绝大多数肠球菌携带氨基糖苷修饰酶(AME)基因的一种或几种。     

Cytogenetic Mapping of Disease Resistance Genes and Analysis of Their Distribution Features on Chromosomes in Maize

0　IntroductionMaizeisamongthemostintensivelystudiedspeciesingeneticsandoneofagronomicallythemostimportantplants.Therearemanydis easemicrobesandpeststoattackmaize,whichre sultsinlowproductionandbadquality .Withthedevelopmentofverydensegeneticmapconstruc tion ,avarietyoftheimportantdiseaseresistancegenesofmaizeincludingHelminthosporiumtur ciumPassresistancegenesHt1,Htn1andHt2 ,HelminthosporiummaydisNisikresistancegenesRhm1andRhm2 ,maizedwarfmosaicvirusresis tancegeneMdm1,wheatstreakmosaicvi…     

帽儿山针阔混交林及纯林土壤碳代谢微生物群落特征研究

【目的】评价帽儿山地区纯林与混交林(红皮云杉纯林、长白落叶松纯林、胡桃楸和红皮云杉混交林、胡桃楸和长白落叶松混交林、水曲柳和红皮云杉混交林、水曲柳和长白落叶松混交林)土壤生态系统中参与土壤碳代谢的微生物群落特征。【方法】借助Biolog^MT技术,比较了纯林与混交林之间根际土壤微生物对不同碳源类型的利用情况。【结果】不同林型土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)呈现阔叶林高于针叶林,胡桃楸针-阔混交林型中针叶林土壤微生物AWCD值优于与水曲柳混交林型。胡桃楸针-阔混交林中,针叶林的Shannon指数显著地高于水曲柳针-阔混交林。Simpson优势度指数与Shannon多样性指数变化趋势较为相似。羧酸、氨基酸和糖类这3类碳源是导致微生物代谢呈现差异的主要碳源。长白落叶松、红皮云杉与水曲柳混交后对糖类、羧酸和氨基酸3种主要碳源的利用程度均有所下降,可能是导致AWCD值较低的原因之一。【结论】胡桃楸针-阔混交林比水曲柳针-阔混交林以及针叶纯林更有利于土壤微生物群落的碳代谢功能发挥。