本文選題：抗生素抗性基因　切入點：微生物群落　出處：《西北農(nóng)林科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：抗生素抗性基因(ARGs)作為一種新型的污染物,其危害在于ARGs可以通過垂直轉(zhuǎn)移和水平轉(zhuǎn)移,使環(huán)境中的微生物攜帶ARGs,甚至在人類致病菌間傳播�？股刈鳛轱暳咸砑觿┍淮罅坑糜谝�(guī)�；B(yǎng)殖業(yè),導(dǎo)致畜禽糞便成為抗生素和ARGs的重要儲存庫。厭氧發(fā)酵是畜禽糞便資源化利用的重要方式之一,但發(fā)酵產(chǎn)物中可能存在大量ARGs。因此,發(fā)酵產(chǎn)物肥料化利用是ARGs進(jìn)入環(huán)境的重要途徑。本文用實驗室模擬的方法研究了畜禽糞便厭氧發(fā)酵中發(fā)酵參數(shù)(不同原料比例)對發(fā)酵過程和產(chǎn)物中ARGs的影響,并分析了微生物群落、環(huán)境因子(SCOD、VFAs、pH和NH4+)和ARGs的關(guān)系,以期揭示不同因素影響ARGs變化的微生物學(xué)機理。取得的主要結(jié)果和結(jié)論如下:1.在厭氧發(fā)酵在0~17天時,沼氣累積量為豬糞與小麥秸稈比為C3(7:3)C2(5:5)C1(3:7),隨發(fā)酵時間的延長C2處理沼氣累積產(chǎn)氣量顯著增加,55天厭氧發(fā)酵結(jié)束后,沼氣的總產(chǎn)量分別為1711,3857和3225 mL。因此,豬糞和秸稈比例為5:5(C2處理)時可獲得最高的沼氣累積產(chǎn)量。揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)中產(chǎn)酸量是乙酸丙酸丁酸異戊酸正戊酸異丁酸。厭氧發(fā)酵第55天后,3個處理中VFAs濃度均有所下降。2.本試驗檢測出5種四環(huán)素抗性基因類(tetC、tetG、tetW、tetQ和tetX),4種大環(huán)內(nèi)酯類抗性基因(ermB、ermF、ermQ和ermX),3種磺胺類抗性基因(sul1、sul2和dfrA7)和一類整合子(intl1)。經(jīng)55天厭氧發(fā)酵,各處理中大部分ARGs均有效的被去除。且磺胺類絕對豐度和相對豐度均表現(xiàn)出最好的降低趨勢。厭氧發(fā)酵結(jié)束后,C3(7:3)處理更有效的降低ARGs基因豐度,這可能會降低ARGs在環(huán)境中的擴散和傳播的風(fēng)險。在厭氧發(fā)酵過程微生物群落的變化可能是在ARGs變化中其重要作用。3.根據(jù)PCoA分析表明,細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)差異與厭氧發(fā)酵進(jìn)程顯著相關(guān)。Network分析表明棒狀桿菌屬(Corynebacterium_1)、不動桿菌屬(Acinetobacter)、Solibacillus、腸球菌屬(Enterococcus)和Facklamia可能是ermB、sul1和dfrA7主要的潛在宿主細(xì)菌。通過冗余分析表明,RDA1和RDA2可解釋總ARGs變化量的79.1%,而細(xì)菌群落和環(huán)境因子(SCOD、VFAs、pH、和NH4+)的變化可解釋總ARGs變化量的77.5%,因此細(xì)菌群落和環(huán)境因子的變化可能是影響ARGs豐度變化的主要因素。
[Abstract]:As a new pollutant, ARGs can be transferred vertically and horizontally. Make microbes in the environment carry ARGsand even spread among human pathogens. Antibiotics are used in large quantities as feed additives in large-scale aquaculture. Anaerobic fermentation is one of the most important ways to utilize livestock and poultry feces, but there may be a lot of ARGs in the fermentation products. Fertilisation and utilization of fermentation products is an important way for ARGs to enter the environment. The effects of fermentation parameters (different raw material ratios) on the fermentation process and ARGs in animal manure anaerobic fermentation were studied by means of laboratory simulation. The relationship between microbial community, pH and NH4) and ARGs were analyzed in order to reveal the microbiological mechanism of different factors affecting the changes of ARGs. The main results and conclusions were as follows: 1. At 017 days of anaerobic fermentation, The biogas accumulation ratio of pig manure to wheat straw was C3 / 7: 3 / 5: 5: 5 / C1 / 7. With the prolongation of fermentation time, the cumulative biogas production of C2 treatment increased significantly after 55 days anaerobic fermentation, and the total production of biogas was 1711 3857 and 3225 mL, respectively. The highest cumulative biogas yield was obtained when the ratio of pig manure to straw was treated with 5:5(C2. The acid production in volatile fatty acid (VFA) was isovalerate acetate butyrate isovalerate isobutyric acid. After 55 days of anaerobic fermentation, the concentration of VFAs in three treatments was obtained. In this experiment, five tetracycline resistance genes, tetCntetGntetWntetQ and tetXtrode 4 macrolides resistance genes, ermBmFermQ and ermXnelmQ, three sul1sul2 and dfrA7, and a kind of integron, DfrA7), were detected by anaerobic fermentation for 55-day anaerobic fermentation, and the results showed that all of the three genes, sul1sul2 and dfrA7, were used in anaerobic fermentation for 5 kinds of tetracycline resistance genes, such as sul1sul2 and dfrA7, respectively, after 55 days of anaerobic fermentation. Most of the ARGs was effectively removed in all treatments, and the absolute and relative abundance of sulfanilamide showed the best decreasing trend. After anaerobic fermentation, C3: 7: 3) treatment was more effective in reducing the abundance of ARGs gene. This may reduce the risk of diffusion and transmission of ARGs in the environment. Changes in microbial communities during anaerobic fermentation may play an important role in changes in ARGs. 3. According to PCoA analysis, Significant correlation between bacterial community structure and anaerobic fermentation process. Network analysis showed that Corynebacterium sp. 1, Acinetobacter acinetobacter Solibacillus, Enterococcus and Facklamia may be the main potential host bacteria for ErmBnsul1 and dfrA7. Redundancy analysis showed that RDA1 and RDA2 were the main host bacteria. The changes of bacterial community and environmental factors (pH and NH4) could account for 77.5% of the total ARGs changes. Therefore, the changes of bacterial community and environmental factors may be the main factors affecting the changes of ARGs abundance.
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X71;S859.796

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本文編號：1652944