典型河口區(qū)域抗生素耐藥基因污染現(xiàn)狀特征的研究
本文選題:抗生素 + 耐藥基因 ; 參考:《南方醫(yī)科大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:研究目的:抗生素被大量廣泛地用于臨床治療、水產(chǎn)及畜牧養(yǎng)殖業(yè),有效地控制和消減細(xì)菌性傳染疾病的危害,同時也導(dǎo)致了細(xì)菌迅速進(jìn)化對抗生素的耐藥性。世界衛(wèi)生組織(WHO)宣告細(xì)菌抗生素耐藥性是21世紀(jì)面臨的最嚴(yán)峻的環(huán)境健康問題之一,號召全球共同努力遏制細(xì)菌耐藥性的繼續(xù)發(fā)展。水環(huán)境在抗生素耐藥基因的傳播中起到重要的作用。特別是河口區(qū)域,由于周邊區(qū)域工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展和人口的急劇膨脹,大量的抗生素耐藥基因伴隨著抗生素和耐藥細(xì)菌從典型的污染源(例如,醫(yī)療污水、城市污水處理廠、養(yǎng)殖場等)進(jìn)入河口環(huán)境,使其成為細(xì)菌抗生素耐藥基因的一個重要的“匯”,也是致病菌獲取耐藥基因的一個重要的“源”。本論文旨在調(diào)查我國最主要的河口(長江口和珠江口)區(qū)域的抗生素耐藥基因的污染現(xiàn)狀和特征,初步探索了可移動基因元件、抗生素及其耐藥基因的關(guān)系,為正確認(rèn)識河口環(huán)境中抗生素耐藥基因的環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)提供重要的理論依據(jù)。研究方法:本文綜合運(yùn)用環(huán)境分析化學(xué)、生物信息學(xué)及分子生物學(xué)等多種方法和技術(shù)對典型河口區(qū)域的抗生素耐藥基因的污染現(xiàn)狀與特征進(jìn)行了研究。使用固相萃取-高效液相色譜-電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析了沉積物中的抗生素的濃度;使用傳統(tǒng)PCR和熒光定量PCR的方法測定了沉積物中四環(huán)素類、磺胺類抗生素耐藥基因(tet和sul)、接合子基因(int1)、細(xì)菌16SrRNA基因;使用基于二代DNA高通量測序的生物信息學(xué)方法分析了深海和河口沉積物中抗生素耐藥基因的綜合特征、微生物群落結(jié)構(gòu)及與質(zhì)粒相關(guān)的耐藥基因組成。結(jié)果:長江口沉積物中16SrRNA和int1基因的平均水平分別為1.34×109和3.7×106copies/g沉積物,與我國其他河流和河口相比均較低;磺胺類抗生素耐藥基因的水平遠(yuǎn)高于四環(huán)素類抗生素的水平。上海的長江口區(qū)域和杭州灣采集的沉積物中抗生素耐藥基因豐度高于其它區(qū)域,int1基因與抗生素耐藥基因具有相似的空間分布,說明int1基因作為可移動基因元件可能參與了抗生素耐藥基因的傳播。相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),int1基因的豐度與sul1基因的豐度呈顯著相關(guān)?股胤治霭l(fā)現(xiàn)大部分四環(huán)素類和磺胺類抗生素在長江口沉積物中的檢出率和濃度均很低。其次,使用基于新一代DNA高通量測序的生物信息分析方法,比較分析了珠江口和西太平洋沉積物中細(xì)菌群落、抗生素耐藥基因及質(zhì);蚪M的特征。研究發(fā)現(xiàn),沉積物中的細(xì)菌分布在16個菌門,多數(shù)細(xì)菌屬于變形菌門(Proteobacteria),西太平洋沉積物中變形菌門的細(xì)菌相對百分比高達(dá)95%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其在珠江口沉積物中的比例。西太平洋沉積物中,多重耐藥基因(Multidrugs resistance genes)相對含量最高,可達(dá)到77.8%;珠江口沉積物中的耐藥基因多與常用抗生素(如,磺胺類、大環(huán)內(nèi)酯類、氨基糖苷類、beta-內(nèi)酰胺類等)相關(guān),臨床病原菌的多重耐藥性與環(huán)境中抗生素耐藥基因的多樣性完全一致。西太平洋沉積物中僅僅0.3%的耐藥基因在質(zhì)粒上,珠江口沉積物中超過40%的耐藥基因在質(zhì)粒上被發(fā)現(xiàn)。結(jié)論:抗生素耐藥基因在自然環(huán)境是存在的,并不是由于抗生素廣泛大量的使用之后產(chǎn)生的,自然環(huán)境中抗生素耐藥基因的分子特征主要以多重耐藥基因?yàn)橹?且具有較低的水平傳播的可能性,與人類污染環(huán)境相比具有明顯不同的特征。在河口區(qū)域,抗生素耐藥基因污染與周邊地區(qū)抗生素的大量使用密不可分,主要來自于典型污染源(如醫(yī)療廢水等)的排放,而不是在河口中原位誘導(dǎo)產(chǎn)生的,可移動基因元件(如,接合子和質(zhì)粒)在其傳播起到至關(guān)重要的作用。由于廣泛的耐藥性,磺胺類抗生素在臨床治療上的應(yīng)用逐漸減少。
[Abstract]:The research aims : antibiotics are widely used in clinical treatment , aquatic products and animal husbandry , effectively control and reduce the risk of bacterial infectious diseases . The World Health Organization ( WHO ) declares that the drug resistance of bacteria is one of the most severe environmental health problems faced by the 21st century . The World Health Organization ( WHO ) has announced that the drug resistance of bacteria is one of the most severe environmental health problems facing the 21st century . The water environment plays an important role in the spread of antibiotic resistance genes . This paper deals with the present situation and characteristics of antibiotic - resistant genes in the sediments of the Yangtze River Estuary and the Pearl River Estuary . The results show that the detection rate and the concentration of antibiotic - resistant genes in the sediments of the Yangtze River Estuary and Hangzhou Bay are higher than those in other regions . It is mainly derived from the discharge of typical sources of pollution ( such as medical waste water , etc . ) , rather than in the middle of the estuary , and the movable gene element ( e.g . , junction and plasmid ) plays a crucial role in its spread . Due to the broad drug resistance , the use of sulfa antibiotics in clinical treatment is gradually reduced .
【學(xué)位授予單位】:南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:R12
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號:1900704
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