墊料對(duì)異位發(fā)酵床中四環(huán)素抗性基因及Ⅰ類整合子豐度的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-01-27 11:32
【目的】研究墊料對(duì)異位發(fā)酵床中四環(huán)素抗性基因(TC-ARGs)及Ⅰ類整合子(intI1)豐度的影響并進(jìn)一步探究各基因主要宿主!痉椒ā坎捎脤(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)和16S rRNA微生物測(cè)序技術(shù)測(cè)定了兩種不同發(fā)酵床墊料(鋸末與谷殼混合墊料和單獨(dú)酒糟墊料)的TC-ARGs(tetA、tetC、tetM、tetO、tetQ、tetW和tetX)豐度及微生物群落結(jié)構(gòu),并分析了墊料理化性質(zhì)和微生物群落與TC-ARGs及intI1豐度的關(guān)系!窘Y(jié)果】鋸末和谷殼發(fā)酵床和酒糟發(fā)酵床的TC-ARGs和intI1的豐度范圍分別為6.96×108~1.51×109和9.07×108~2.29×109 copies/g。其中,tetW、tetM、tetQ和tetX在酒糟發(fā)酵床中的豐度總體上高于鋸末+谷殼發(fā)酵床,而鋸末+谷殼發(fā)酵床中tetO、tetA、tetC和intI1的豐度更高。另外,研究發(fā)現(xiàn)溫度、C/N和有效Zn含量可能是造成異位發(fā)酵床中TC-ARGs和intI1豐度差異的主要原因,Firmicutes可能是tetW、tetM、tetQ和tetX基因的主要攜帶菌...
【文章來(lái)源】:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,38(05)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:10 頁(yè)
【部分圖文】:
異位發(fā)酵床中TC-ARGs,int I1和16S r RNA的豐度
不同樣點(diǎn)微生物群落結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2中不同發(fā)酵床墊料存在一些共有的細(xì)菌類型,但微生物在不同墊料的豐度分布也存在一定的差異。變形菌門(Proteobacteria)、放線菌門(Actinobacteria)、酸桿菌門(Actinobacteria)、綠彎菌門(Chloroflexi)、厚壁菌門(Firmicutes)、擬桿菌門(Bacteroidetes)為異位發(fā)酵床墊料的優(yōu)勢(shì)菌門,總占比平均值為91.7%。鋸末+谷殼發(fā)酵床中變形菌門(Proteobacteria)和綠彎菌門(Chloroflexi)為優(yōu)勢(shì)菌群,比例為60.4%~70.5%,厚壁菌門(Firmicutes)為酒糟發(fā)酵床墊料的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)菌群,占總細(xì)菌豐度的78.3%~89.7%。2.5 理化性質(zhì)與TC-ARGs及int I1豐度的關(guān)系
本研究采用冗余分析(RDA)評(píng)價(jià)上述理化性質(zhì)與TC-ARGs及int I1豐度的相關(guān)關(guān)系(如圖3)。圖中表示理化性質(zhì)的箭頭長(zhǎng)度越長(zhǎng),表明該理化性質(zhì)的解釋度越高,結(jié)果表明溫度對(duì)異位發(fā)酵床中TC-ARGs和int I1差異的解釋度最高(27.0%),其次是C/N(18.1%)和有效Zn(16.2%)。溫度與tet O、tet A和tet C的夾角為鈍角,呈負(fù)相關(guān),說(shuō)明提高發(fā)酵溫度可能是去除tet O、tet A和tet C的有效手段?剐曰虻娜コ逝c微生物的生物活性密切相關(guān)[34],而溫度是反映發(fā)酵床墊料中微生物活性的重要參數(shù)[35],它能夠影響四環(huán)素耐藥菌的生長(zhǎng)從而間接影響TC-ARGs的豐度[36]。孟磊等[37]研究堆肥對(duì)雞糞中抗生素的去除效果時(shí)發(fā)現(xiàn)升溫會(huì)增強(qiáng)嗜溫菌和嗜熱菌的活性從而加速抗生素的降解,抗性基因的選擇性壓力也因此而減弱;Diehl D.L.等[38]也認(rèn)為溫度是破壞耐藥細(xì)菌和抗性基因的關(guān)鍵因素。同時(shí),有學(xué)者在研究發(fā)酵床墊料替代技術(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)酵床微生物的適宜生活溫度為35~50℃[39],而微生物發(fā)酵體系又以細(xì)菌活動(dòng)為主[22],細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的變化會(huì)影響抗性基因的種類和豐度[40-45],本研究中鋸末+谷殼發(fā)酵床的溫度屬于上述適宜溫度范圍,因此鋸末+谷殼發(fā)酵床的ARGs豐度低于酒糟發(fā)酵床。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]磁混凝對(duì)市政污水中抗生素抗性基因和重金屬抗性基因的削減效能[J]. 于雯超,鄭利兵,魏源送,王哲曉,張鶴清,黃光華,焦赟儀,吳振軍. 環(huán)境科學(xué). 2020(02)
[2]異位發(fā)酵床技術(shù)處理生豬養(yǎng)殖糞污成效分析[J]. 馮曉巍. 福建畜牧獸醫(yī). 2019(03)
[3]四環(huán)素對(duì)污泥蚯蚓糞中微生物種群和抗性基因的影響[J]. 陳景陽(yáng),夏慧,黃魁,吳穎. 環(huán)境科學(xué). 2019(07)
[4]畜禽糞便厭氧發(fā)酵過(guò)程抗生素抗性基因歸趨及驅(qū)動(dòng)因子分析[J]. 支蘇麗,周婧,趙潤(rùn),楊鳳霞,張克強(qiáng). 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2019(01)
[5]高溫堆肥對(duì)豬糞中四環(huán)素類抗生素及抗性基因的影響[J]. 勾長(zhǎng)龍,王雨瓊,張喜慶,婁玉杰,高云航. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[6]微生物異位發(fā)酵床技術(shù)在生豬養(yǎng)殖廢棄物處理中的應(yīng)用研究[J]. 董立婷,朱昌雄,張麗,馬金奉,楊翔華,耿兵. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(06)
[7]重金屬協(xié)同選擇環(huán)境細(xì)菌抗生素抗性及其機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 張佳奇,徐艷,羅義,毛大慶. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[8]連續(xù)施用發(fā)酵豬糞對(duì)土壤中四環(huán)素抗性基因數(shù)量的影響[J]. 彭雙,王一明,林先貴. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2015(04)
[9]畜禽糞便生物處理與土地利用全過(guò)程中抗生素和重金屬抗性基因的賦存與轉(zhuǎn)歸特征研究進(jìn)展[J]. 張俊亞,魏源送,陳梅雪,佟娟,熊繼海,敖子強(qiáng). 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[10]高溫堆肥對(duì)雞糞中氟喹諾酮類抗生素的去除[J]. 孟磊,楊兵,薛南冬,張石磊,李發(fā)生,龔道新,劉寒冰,劉博. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
碩士論文
[1]發(fā)酵床不同深度墊料中微生物與溫室氣體的分布特征[D]. 李婧.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[2]生態(tài)養(yǎng)豬發(fā)酵床墊料原料替代技術(shù)研究[D]. 肖佳華.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2012
本文編號(hào):3002977
【文章來(lái)源】:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,38(05)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:10 頁(yè)
【部分圖文】:
異位發(fā)酵床中TC-ARGs,int I1和16S r RNA的豐度
不同樣點(diǎn)微生物群落結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2中不同發(fā)酵床墊料存在一些共有的細(xì)菌類型,但微生物在不同墊料的豐度分布也存在一定的差異。變形菌門(Proteobacteria)、放線菌門(Actinobacteria)、酸桿菌門(Actinobacteria)、綠彎菌門(Chloroflexi)、厚壁菌門(Firmicutes)、擬桿菌門(Bacteroidetes)為異位發(fā)酵床墊料的優(yōu)勢(shì)菌門,總占比平均值為91.7%。鋸末+谷殼發(fā)酵床中變形菌門(Proteobacteria)和綠彎菌門(Chloroflexi)為優(yōu)勢(shì)菌群,比例為60.4%~70.5%,厚壁菌門(Firmicutes)為酒糟發(fā)酵床墊料的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)菌群,占總細(xì)菌豐度的78.3%~89.7%。2.5 理化性質(zhì)與TC-ARGs及int I1豐度的關(guān)系
本研究采用冗余分析(RDA)評(píng)價(jià)上述理化性質(zhì)與TC-ARGs及int I1豐度的相關(guān)關(guān)系(如圖3)。圖中表示理化性質(zhì)的箭頭長(zhǎng)度越長(zhǎng),表明該理化性質(zhì)的解釋度越高,結(jié)果表明溫度對(duì)異位發(fā)酵床中TC-ARGs和int I1差異的解釋度最高(27.0%),其次是C/N(18.1%)和有效Zn(16.2%)。溫度與tet O、tet A和tet C的夾角為鈍角,呈負(fù)相關(guān),說(shuō)明提高發(fā)酵溫度可能是去除tet O、tet A和tet C的有效手段?剐曰虻娜コ逝c微生物的生物活性密切相關(guān)[34],而溫度是反映發(fā)酵床墊料中微生物活性的重要參數(shù)[35],它能夠影響四環(huán)素耐藥菌的生長(zhǎng)從而間接影響TC-ARGs的豐度[36]。孟磊等[37]研究堆肥對(duì)雞糞中抗生素的去除效果時(shí)發(fā)現(xiàn)升溫會(huì)增強(qiáng)嗜溫菌和嗜熱菌的活性從而加速抗生素的降解,抗性基因的選擇性壓力也因此而減弱;Diehl D.L.等[38]也認(rèn)為溫度是破壞耐藥細(xì)菌和抗性基因的關(guān)鍵因素。同時(shí),有學(xué)者在研究發(fā)酵床墊料替代技術(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)酵床微生物的適宜生活溫度為35~50℃[39],而微生物發(fā)酵體系又以細(xì)菌活動(dòng)為主[22],細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的變化會(huì)影響抗性基因的種類和豐度[40-45],本研究中鋸末+谷殼發(fā)酵床的溫度屬于上述適宜溫度范圍,因此鋸末+谷殼發(fā)酵床的ARGs豐度低于酒糟發(fā)酵床。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]磁混凝對(duì)市政污水中抗生素抗性基因和重金屬抗性基因的削減效能[J]. 于雯超,鄭利兵,魏源送,王哲曉,張鶴清,黃光華,焦赟儀,吳振軍. 環(huán)境科學(xué). 2020(02)
[2]異位發(fā)酵床技術(shù)處理生豬養(yǎng)殖糞污成效分析[J]. 馮曉巍. 福建畜牧獸醫(yī). 2019(03)
[3]四環(huán)素對(duì)污泥蚯蚓糞中微生物種群和抗性基因的影響[J]. 陳景陽(yáng),夏慧,黃魁,吳穎. 環(huán)境科學(xué). 2019(07)
[4]畜禽糞便厭氧發(fā)酵過(guò)程抗生素抗性基因歸趨及驅(qū)動(dòng)因子分析[J]. 支蘇麗,周婧,趙潤(rùn),楊鳳霞,張克強(qiáng). 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2019(01)
[5]高溫堆肥對(duì)豬糞中四環(huán)素類抗生素及抗性基因的影響[J]. 勾長(zhǎng)龍,王雨瓊,張喜慶,婁玉杰,高云航. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[6]微生物異位發(fā)酵床技術(shù)在生豬養(yǎng)殖廢棄物處理中的應(yīng)用研究[J]. 董立婷,朱昌雄,張麗,馬金奉,楊翔華,耿兵. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(06)
[7]重金屬協(xié)同選擇環(huán)境細(xì)菌抗生素抗性及其機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 張佳奇,徐艷,羅義,毛大慶. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[8]連續(xù)施用發(fā)酵豬糞對(duì)土壤中四環(huán)素抗性基因數(shù)量的影響[J]. 彭雙,王一明,林先貴. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2015(04)
[9]畜禽糞便生物處理與土地利用全過(guò)程中抗生素和重金屬抗性基因的賦存與轉(zhuǎn)歸特征研究進(jìn)展[J]. 張俊亞,魏源送,陳梅雪,佟娟,熊繼海,敖子強(qiáng). 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[10]高溫堆肥對(duì)雞糞中氟喹諾酮類抗生素的去除[J]. 孟磊,楊兵,薛南冬,張石磊,李發(fā)生,龔道新,劉寒冰,劉博. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
碩士論文
[1]發(fā)酵床不同深度墊料中微生物與溫室氣體的分布特征[D]. 李婧.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[2]生態(tài)養(yǎng)豬發(fā)酵床墊料原料替代技術(shù)研究[D]. 肖佳華.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2012
本文編號(hào):3002977
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