【摘要】：抗生素和重金屬作為飼料添加劑在規(guī)�；笄蒺B(yǎng)殖過程中被大量使用,導(dǎo)致畜禽糞便中抗生素和重金屬的殘留�？股睾椭亟饘偻ㄟ^對(duì)微生物產(chǎn)生選擇性壓力,誘導(dǎo)新型污染物抗生素抗性基因(ARGs)的產(chǎn)生。通過有機(jī)肥農(nóng)田施用方式,致使農(nóng)田土壤成為ARGs的重要儲(chǔ)存庫。ARGs通過食物鏈進(jìn)入人體,威脅人類健康,具有一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。因此,研究土壤和植物內(nèi)生菌中ARGs的分布具有十分重要的意義。本文通過黑麥草盆栽試驗(yàn),研究了在不同濃度的環(huán)丙沙星(CIP)(0,20,80 mg?kg-1)處理下,CIP對(duì)土壤和黑麥草內(nèi)生菌中抗性基因和微生物群落的影響。取得的主要結(jié)果和結(jié)論如下:(1)CIP對(duì)黑麥草的生物量的影響為高濃度(80 mg?kg-1)抑制生長,與對(duì)照相比,分別降低了黑麥草株高(21.8%)、分蘗數(shù)(29.4%)和生物量(24.6%),表明高濃度的CIP對(duì)黑麥草的生長表現(xiàn)出一定的生物毒害作用。(2)成熟期(D50)黑麥草內(nèi)生菌中ARGs的豐度隨著CIP添加濃度的增加而降低,收獲期(D75),各處理間無差異。收獲期黑麥草內(nèi)生菌中cop A和pco A的總相對(duì)豐度降低了的28.2% 54.5%。低濃度環(huán)丙沙星處理中ARGs豐度最低,但是CRGs豐度最高,表明低濃度的CIP對(duì)銅抗性微生物產(chǎn)生選擇性壓力,導(dǎo)致CRGs豐度升高。(3)CIP對(duì)黑麥草內(nèi)生菌的影響較小,各處理黑麥草內(nèi)生菌變化相似。藍(lán)藻細(xì)菌門(Cyanobacteria)、變形菌門(Proteobacteria)和厚壁菌門(Firmicutes)是黑麥草內(nèi)生菌的優(yōu)勢(shì)微生物。高濃度(80 mg?kg-1)CIP改變了土壤微生物群落結(jié)構(gòu),使高濃度CIP處理的土壤微生物顯著區(qū)別于其他兩個(gè)處理,其中酸桿菌門(Acidobacteria)和奇古菌門(Thaumarchaeota)相對(duì)豐度增加,但是降低了厚壁菌門(Firmicutes)豐度。(4)不同處理土壤樣品間抗性基因的差異的主要由微生物群落、p H和TN差異造成。土壤和黑麥草內(nèi)生菌中抗性基因的潛在宿主菌主要屬于Firmicutes和Actinobacteria。int I2與4個(gè)基因(cop A,pco A,qnr A,和qnr S),3個(gè)MGEs(int I1,ISCR1,和Tn916/1545)存在顯著正相關(guān)關(guān)系,因此int I2在抗性基因的傳播擴(kuò)散中起著重要作用。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X592
【圖文】：

圖 1-1 ARGs 在環(huán)境中的主要傳播途徑Figure 1-1 The main spread path of ARGs in the environment.3 ARGs 在環(huán)境中的傳播及削減方法在在畜禽養(yǎng)殖過程中，抗生素和重金屬也會(huì)被添加至動(dòng)物飼料中，通過有機(jī)肥等方式導(dǎo)致抗生素、重金屬和 ARGs 進(jìn)入土壤環(huán)境中（崔澤林等 2011）。土壤中生素和重金屬殘留，導(dǎo)致土壤中耐藥菌繁殖，誘導(dǎo) ARGs 產(chǎn)生。ARGs 在環(huán)境中的傳播主要依賴于微生物的繁殖，通過水平基因轉(zhuǎn)移進(jìn)行傳播物獲得 ARGs 的途徑主要包括基因突變和水平基因轉(zhuǎn)移（Horizontal Gene TransfeT），研究表明，HGT 是 ARGs 在環(huán)境中傳播的最主要途徑。整合子通常位于轉(zhuǎn)、質(zhì)粒等移動(dòng)基因元件上，被認(rèn)為是 HGT 重要的指示基因（Chen et al. 2015; Flud Schmitz 1999; Thomas et al. 2005）。通過轉(zhuǎn)化、接合和轉(zhuǎn)導(dǎo) 3 種作用來實(shí)現(xiàn)微生得 ARGs，并在環(huán)境中傳播。其中接合作用是最重要的水平基因轉(zhuǎn)移機(jī)制，接合以使 ARGs 通過微生物在環(huán)境中傳播。接合作用指 ARGs 通過微生物間的細(xì)胞表抗性菌毛接觸而形成的通道，在微生物間傳播。ARGs 通過接合作用在微生物間

微生物結(jié)構(gòu)、代謝活性和功能產(chǎn)生影響。不同的抗生素對(duì)微生物的作用機(jī)制不同，要包括：阻斷核酸的合成；抑制核糖體形成蛋白質(zhì)和葉酸；影響細(xì)胞壁的合成。一研究結(jié)果表明，抗生素會(huì)抑制土壤微生物。如 Colinas et al.（1994）研究了抗生素對(duì)壤細(xì)菌的影響，結(jié)果表明 10 mg kg-1的氧四環(huán)素和青霉素會(huì)減少土壤中細(xì)菌數(shù)量。aller et al.（2002）分析了磺胺嘧啶、磺胺甲VA唑和土霉素對(duì)土壤微生物的影響，發(fā)現(xiàn)生素顯著降低了土壤微生物量，但是土壤真菌生物量增加。周志強(qiáng)（2013）通過olog 技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)外源添加的環(huán)丙沙星進(jìn)入土壤后，對(duì)微生物活菌數(shù)起到一定抑制作用。但是，一些研究結(jié)果得到了不一樣的結(jié)果。如孫依欣等（2017）研究了含P 有機(jī)肥對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明含 CIP 有機(jī)肥增加了土壤中微生群落多樣性。焦少俊等（2011）通過 PCR-DGGE 方法研究了抗生素四環(huán)素對(duì)土壤生物遺傳結(jié)構(gòu)多樣性的影響，發(fā)現(xiàn)四環(huán)素誘導(dǎo)了土壤優(yōu)勢(shì)微生物種群的形成，形成這些微生物種群對(duì)四環(huán)素具有較低的敏感度；同時(shí)四環(huán)素類抗生素的污染脅迫使土的微生物群落結(jié)構(gòu)與未被污染的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)顯著區(qū)分。Duan et al.（2017）究發(fā)現(xiàn) OTC 的添加降低了變形菌門在生菜根和土壤中的豐度，改變了土壤微生物群結(jié)構(gòu)。

第一章 緒論 技術(shù)路線本試驗(yàn)的技術(shù)路線圖如下所示（圖 1-3）通過添加不同濃度的 CIP，模擬抗生素污染土壤，盆栽種植黑麥草，通過常規(guī)的化學(xué)方法研究 CIP 對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)和黑麥草生影響，通過實(shí)時(shí)定量 PCR 方法研究 CIP 對(duì)土壤和植物內(nèi)生菌中抗生素抗性基因和性基因的影響，通過 16S rRNA 高通量測(cè)序研究 CIP 對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和黑麥生菌群落結(jié)構(gòu)的影響。通過冗余分析，研究土壤化學(xué)性質(zhì)和微生物群落對(duì)抗性基因的影響，通過 Network 分析，研究抗性基因的潛在宿主菌，最終明確 CIP 對(duì)土壤抗因和微生物群落的影響。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周志強(qiáng);王淑平;郭麗;董俊夫;張娜;;鴨糞和環(huán)丙沙星對(duì)潮土微生物群落功能多樣性的影響[J];生態(tài)毒理學(xué)報(bào);2014年06期

2 韋蓓;黃福義;蘇建強(qiáng);;堆肥對(duì)污泥中四環(huán)素類抗生素及抗性基因的影響[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2014年12期

3 佟娟;王元月;魏源送;;城市污泥中溫厭氧消化過程中厭氧耐藥菌的分布與去除研究[J];環(huán)境科學(xué);2014年10期

4 黃福義;李虎;韋蓓;歐陽緯瑩;蘇建強(qiáng);;長期施用豬糞水稻土抗生素抗性基因污染研究[J];環(huán)境科學(xué);2014年10期

5 楊柳;雍毅;葉宏;吳怡;侯江;黃祥;;四川典型養(yǎng)殖區(qū)豬糞和飼料中重金屬分布特征[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2014年09期

6 戚與珊;張薇;劉鳴達(dá);楊丹;閆穎;何娜;;環(huán)丙沙星和銅復(fù)合污染對(duì)小麥早期生長的影響[J];生態(tài)學(xué)雜志;2014年09期

7 韋蓓;黃福義;李虎;蘇建強(qiáng);;污泥堆肥過程中磺胺類和大環(huán)內(nèi)酯類抗性基因的殘留[J];應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào);2014年03期

8 魏子艷;王金花;夏曉明;朱魯生;王軍;謝慧;;三種抗生素對(duì)蔬菜種子芽與根伸長的生態(tài)毒性效應(yīng)[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2014年02期

9 蘇建強(qiáng);黃福義;朱永官;;環(huán)境抗生素抗性基因研究進(jìn)展[J];生物多樣性;2013年04期

10 潘尋;韓哲;賁偉偉;;山東省規(guī)模化豬場(chǎng)豬糞及配合飼料中重金屬含量研究[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2013年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 吳小蓮;環(huán)丙沙星（CIP）高、低累積菜心根際特性及其吸收累積影響機(jī)制[D];暨南大學(xué);2017年

2 錢勛;好氧堆肥對(duì)畜禽糞便中抗生素抗性基因的削減條件探索及影響機(jī)理研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 孫依欣;含鎘和環(huán)丙沙星有機(jī)肥對(duì)生菜中抗性基因及微生物群落的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2017年

2 程貫召;銅離子脅迫對(duì)小麥種子萌發(fā)和幼苗生長的毒害[D];山東師范大學(xué);2008年

3 董占榮;豬糞中的重金屬對(duì)菜園土壤和蔬菜重金屬積累的影響[D];浙江大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2767868