典型城市不同河流沉积物中抗生素抗性基因的时空分布特征:以石家庄为例

作     者：赵波 宋圆梦 卢梦淇 白寅虎 陈昊达 高赛 王琳静 张璐璐 崔建升 ZHAO Bo;SONG Yuan-meng;LU Meng-qi;BAI Yin-hu;CHEN Hao-da;GAO Sai;WANG Lin-jing;ZHANG Lu-lu;CUI Jian-sheng

作者机构：河北科技大学环境科学与工程学院石家庄050000 河北省污染防治生物技术实验室石家庄050000 河北省水利规划设计研究院有限公司石家庄050021 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2024年第45卷第6期

页      面：3176-3185页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主　　题：抗生素抗性基因(ARGs) 时空分布 宏基因组 城市河流 农村河流 社会经济因子 

摘      要：河流是抗生素抗性基因(ARGs)的重要储库.然而,目前有关河流中ARGs的研究多集中在其时空分布,而较少对同一区域城市和农村河流中ARGs的种类和丰度进行比较.鉴于此,以石家庄市不同河流为例,分别在2020年12月和2021年4月,选取了2条农村河流和3条城市河流,布设了15个采样点,采集了各个样点的沉积物,运用宏基因组测序技术分析了各样点沉积物中ARGs的种类和丰度,比较了城市和农村河流沉积物中ARGs的时空差异.结果表明:①在城市和农村河流中分别检出162种(4 776±4 452,丰度,下同)和79种ARGs(1 043±632),ARGs种类和丰度均呈城市农村的趋势;②在城市河流中磺胺类(SAs,27%)、氨基糖苷类(AGs,26%)和多药类(MDs,15%) ARGs的相对丰度最高;而在农村河流中MDs类ARGs的相对丰度最高(65%),且城市河流中ARGs的复杂程度高于农村河流.③城市河流中SAs、AGs、MDs、四环素类(TCs)、利胆醇类(PNs)、大环内酯类(MLS)、β-内酰胺类(β-lactams)和二氨基嘧啶类(DAPs)ARGs间呈显著正相关(P 0.01),而糖肽类(GPs)ARGs与各类ARGs呈显著负相关(P 0.05和P 0.01);而在农村河流中MDs和SAs类ARGs呈显著正相关(P 0.05),氨基香豆素类(ACs)ARGs与肽类(PTs)、利福霉素类(RMs)和磷霉素类(FMs)ARGs呈显著负相关(P 0.05和P 0.01);④在时间分布上,城市河流12月和4月分别检出162种(4 776±4 452)和148种(5 673±5 626)ARGs;而农村河流12月和4月分别检出79种(1 043±632)和46种(467±183)ARGs;⑤RDA分析结果表明,城市和农村河流中的ARGs均呈时间分布差异;相关分析表明城市河流主要与工业企业数量显著相关,而农村河流则主要与牧业产值显著相关.总体而言,通过比较城市和农村河流中ARGs的时空异质性,识别其主要社会影响因子,可为后续河流中ARGs风险管控提供数据支撑.