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上海沙田湖养殖区及周边水体中氟喹诺酮类抗性基因的分布特征及其与环境因子关系

环境科学 2021年第12期42卷 5848-5856页

作者：徐慕李世豪马巾王丽卿张玮上海海洋大学农业农村部鱼类营养与环境生态研究中心上海201306 上海海洋大学水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室上海201306 上海海洋大学水产与生命学院水生生物系上海201306

集约化水产养殖区常被认为是水体抗生素和抗性基因的主要潜在来源,然而对其该类水体中抗生素和抗性基因污染情况的研究仍相对匮乏.本文以上海市沙田湖养殖区及周边水体为调查对象,利用宏基因组学高通量测序技术,于2020年9月对水体中的... 详细信息

集约化水产养殖区常被认为是水体抗生素和抗性基因的主要潜在来源,然而对其该类水体中抗生素和抗性基因污染情况的研究仍相对匮乏.本文以上海市沙田湖养殖区及周边水体为调查对象,利用宏基因组学高通量测序技术,于2020年9月对水体中的氟喹诺酮类抗生素(fluoroquinolones,FQs)和氟喹诺酮类抗性基因(fluoroquinolones antibiotic resistance genes,FQs-ARGs)的种类和丰度进行了调查,并利用多元统计分析方法研究了水体理化因子和FQs对FQs-ARGs的影响.结果表明,沙田湖养殖区及周边水体共检测出5类耐药机制、共46种FQs-ARGs,其中各水体共有基因为44种.抗性基因mfd和patA在养殖水体和周边水体中均为优势抗性基因,抗生素抗性基因变异或突变为优势耐药机制.养殖水体和周边河湖水体、不同养殖品种水体之间FQs-ARGs的平均丰度无显著差异(P>0.05).偏冗余分析(pRDA)表明,除了诺氟沙星和环丙沙星2种抗生素外,水体电导率(Spc)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、溶解氧(DO)、pH和叶绿素a(Chl-a)等环境因子是影响水体中FQs-ARGs组成与分布的关键性因子,且非抗生素因子的总贡献率远高于抗生素.

关键词：养殖水体氟喹诺酮类抗性基因环境因子宏基因组沙田湖养殖区

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好氧堆肥对畜禽粪便氟喹诺酮类抗性基因消减的研究进展

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黑龙江畜牧兽医 2024年第2期 22-27页

作者：陆婷婷刘卿黄楷雯张欣林海尧普梓伦吴银宝华南农业大学动物科学学院广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心广东茂名525000 广东省农业动物基因组学与分子育种重点实验室广州510642

在畜禽养殖业中,氟喹诺酮类抗菌药(fluoroquinolones antibiotics, FQs)的广泛使用导致氟喹诺酮类抗性基因(fluoroquinolones resistance genes, FRGs)在环境中传播,对环境生态造成威胁。目前,好氧堆肥是去除FRGs的有效手段之一。笔者... 详细信息

在畜禽养殖业中,氟喹诺酮类抗菌药(fluoroquinolones antibiotics, FQs)的广泛使用导致氟喹诺酮类抗性基因(fluoroquinolones resistance genes, FRGs)在环境中传播,对环境生态造成威胁。目前,好氧堆肥是去除FRGs的有效手段之一。笔者综述了畜禽粪便好氧堆肥中不同因素[FQs、微生物群落、可移动遗传元件(mobile genetic elements, MGEs)、环境因素(温度、pH值、含水量、碳氮比、电导率等)和重金属]对FRGs去除效果的影响,旨在为FRGs的有效控制提供参考。

关键词：畜禽粪便好氧堆肥氟喹诺酮类抗菌药氟喹诺酮类抗性基因

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注射恩诺沙星对猪粪中氟喹诺酮类抗性基因的影响

注射恩诺沙星对猪粪中氟喹诺酮类抗性基因的影响

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作者：谢高妙华南农业大学

学位级别：硕士

评估抗生素抗性基因（ARGs）的污染风险是当前研究的热点之一。畜禽粪便是兽用抗生素及ARGs的重要储存库,明确使用兽用抗生素后畜禽粪便中ARGs的残留特征对评估其进入环境后的生态毒理学效应及污染风险尤为重要。因此本论文以氟喹诺酮... 详细信息

评估抗生素抗性基因（ARGs）的污染风险是当前研究的热点之一。畜禽粪便是兽用抗生素及ARGs的重要储存库,明确使用兽用抗生素后畜禽粪便中ARGs的残留特征对评估其进入环境后的生态毒理学效应及污染风险尤为重要。因此本论文以氟喹诺酮类抗性基因（Fluoroquinolones Resistance Genes,FRGs）为对象,研究以治疗剂量注射恩诺沙星（Enrofloxacin,ENR）后猪粪中FRGs的丰度变化,并解析关键影响因素,为科学评估ENR用药后FRGs污染风险提供参考。选择27头体重57.11±5.88 kg的杜长大公猪,随机分成3组,每组9头猪;CK组生猪肌注与试验组剂量相同的生理盐水,H组和L组根据生猪体重,按超标剂量5 mg/kg和《中华人民共和国兽药典》（2015版）规定使用剂量2.5mg/kg分别肌注ENR;试验周期13 d,其中用药期3 d,休药期10 d,用药期每天8:00和20:00及休药期每天20:00采集猪粪样品,用于测定ENR及其主要活性代谢产物环丙沙星（Ciprofloxacin,CIP）的浓度、FRGs、多重ARGs、可移动遗传元件（Mobile Genetic Elements,MGEs）、微生物群落结构多样性及理化指标。本文所得主要结果如下:1、肌注ENR后,第2.5 d,猪粪中ENR、CIP的浓度达到最高值,此时H组和L组ENR的浓度分别为219.75±88.05 mg/kg DM和88.67±45.46 mg/kg DM,CIP的浓度分别为38.99±24.15 mg/kg DM和17.22±8.37 mg/kg DM;休药期结束时猪粪中检测不出ENR和CIP;试验各组间猪粪ENR的浓度在第2 d至第4 d均存在显著差异（P＜0.05）,而试验各组间猪粪CIP的浓度在第1.5～4 d存在显著差异（P＜0.05）,均表现为H组浓度大于L组。2、肌注ENR后,宏基因组注释到试验各组猪粪中含17种ARGs和4类MGEs,其中FRGs的相对丰度中排第15位。与CK组相比,第13 d时,L组的总FRGs相对丰度为0.0009±0.001 copies/16S r RNA,显著高于CK组（P＜0.05）,而总MGEs无显著变化（P＞0.05）。H组和L组qnr S、tol C、int1和tnp A的绝对丰度有减少的趋势,其中第3 d猪粪中qnr S的绝对丰度与第0 d时相比分别减少了10.69%和9%,但差异不显著（P＞0.05）。3、肌注ENR显著降低了第3 d时H和L组猪粪微生物的多样性（P＜0.05）,并且H组和L组的细菌总数存在减少趋势。Thermovenabulum、气单胞菌属（Aeromonas）、柠檬酸细菌属（Citrobacter）、克洛诺菌属（Cronobacter）、肠杆菌属（Enterorhabdus）、志贺氏菌属（Shigella）和琥珀酸单胞菌属（Succinimonas）是qnr S的潜在宿主菌;柠檬酸细菌属、克洛诺菌属、埃希氏菌属（Escherichia）、志贺氏菌属和耶尔森氏菌属（Yersinia）是tol C的潜在宿主菌。4、微生物、MGEs和理化指标与FRGs显著相关（P＜0.05）。其中拟杆菌门、变形菌门、int1、int2、tnp A、含水率、总有机碳和p H均与qnr S、tol C显著正相关（P＜0.05）;ENR和CIP均与qnr S、tol C显著负相关（P＜0.05）。综上所述,依照规范使用ENR不会增加猪粪中FRGs的残留风险,猪粪微生物和tnp A是影响FRGs的关键因素。

关键词：猪粪恩诺沙星氟喹诺酮类抗性基因环丙沙星微生物

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上海市沙田湖水产养殖区抗生素抗性基因污染特征研究

上海市沙田湖水产养殖区抗生素抗性基因污染特征研究

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作者：徐慕上海海洋大学

学位级别：硕士

目前,由于水产养殖业中大量施用了添加抗生素的饲料和鱼药,导致了养殖环境中抗性细菌的水平升高,促进了养殖环境中抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARGs）的增加和传播,致使水产养殖环境成为ARGs重要贮存库。携带ARGs的养... 详细信息

目前,由于水产养殖业中大量施用了添加抗生素的饲料和鱼药,导致了养殖环境中抗性细菌的水平升高,促进了养殖环境中抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARGs）的增加和传播,致使水产养殖环境成为ARGs重要贮存库。携带ARGs的养殖尾水被排放到周边的河流湖泊,致使养殖水体中大量的ARGs传播到周围环境中,污染周围环境。但已有的研究主要侧重于对养殖环境中特定的一种或几种ARGs的分布特征,较少关注到养殖水体及周边水环境中污染的全部种类的ARGs的分布情况和特征,以及环境因子对全部种类ARGs的影响,且有关上海市水产养殖环境及周边环境中ARGs污染分布情况及特征的研究较少。因此,本研究主要针对上海市青浦区沙田湖养殖场养殖塘及周边水体的水环境和沉积物样品,研究水产养殖及周边水体水环境和沉积物中全部种类ARGs的丰度以及主要污染种类的丰度和功能多样性,探究环境因子（抗生素、重金属和理化因子）对水环境和沉积物中ARGs组成分布特征的影响。本文主要结论如下:（1）采用宏基因组学技术,对上海市青浦区沙田湖养殖场及周边水体的水环境和沉积物中ARGs的分布特征进行了调查研究。结果表明:水产养殖水体和周边水体水环境中,共检测出475种,32大类ARGs。氟喹诺酮类抗性基因（FQs ARGs）是检测丰度最高的类别,多抗性抗性基因是检测种类最多的类别;水产养殖水体和周边水体沉积物中,共检测出511种,26大类ARGs。多抗性ARGs是检测丰度和检测种类最多的类别。不同种类养殖塘间、养殖塘和周边水体间ARGs丰度均无显著性差异。水环境和沉积物中各自ARGs之间具有密切的相关,表明ARGs与其他类ARGs间可能存在协同效应。水产养殖水体和周边水体水环境中,FQs ARGs共检测出46种、5类抗性机制;水产养殖沉积物和周边水体沉积物中,FQs ARGs共检测出45种、4类抗性机制。mfd和pat A在水环境和沉积物中均为FQs ARGs优势物种。不同水产品种养殖塘间、养殖塘和周边水体间FQs ARGs丰度均无显著性差异。水产养殖水体和周边水体水环境中,多抗性ARGs共检测出107种、5类抗性机制;水产养殖沉积物和周边水体沉积物中,多抗性ARGs共检测出125种、3类抗性机制。mex W和ole B在水环境和沉积物中均为多抗性ARGs优势物种。不同种类养殖塘间、养殖塘和周边水体间多抗性ARGs丰度均无显著性差异。（2）采用冗余分析（RDA）和相关性分析,探究了抗生素、重金属及理化因子等环境因子对ARGs丰度及功能分布特征的影响。ARGs丰度方面:（1）水环境中,抗生素LCs和TCs是影响ARGs丰度变化和分布特征的主要因素,抗生素LCs和TCs协同理化因子Spc和重金属Cd对水环境中ARGs丰度变化和分布特征存在协同筛选作用,但不是主要影响因素。（2）沉积物中,水环境抗生素Ads是影响ARGs丰度变化和分布特征的主要因素;水环境抗生素Ads、沉积物抗生素SAs以及沉积物理化因子TN三者之间呈协同作用,但不是主要影响因素。FQs ARGs功能基因分布特征方面:（1）水环境中,理化因子Spc是影响FQs ARGs功能分布特征的主要因素,理化因子Spc与FQs的NOR之间存在拮抗作用反而会对FQs ARGs功能分布情况产生负面影响;（2）沉积物中,本研究未获得影响FQs ARGs功能分布的显著性因子。多抗性ARGs功能方面:（1）水环境中,重金属（Mn、Pb和Cd）是影响多抗性ARGs功能分布特征的主要因素;其次是重金属（Mn、Pb和Cd）与抗生素（LCs和FQs）的协同作用。（2）沉积物中,水环境抗生素（LCS、Ads和TCs）是影响影响多抗性ARGs功能分布特征的主要因素;水环境抗生素（LCS、Ads和TCs）、水环境重金属（Cu、Cr和Cd）与沉积物中抗生素和重金属（TCs和Cr）三者间的互作和共同互作呈现一定的拮抗作用,对沉积物中多抗性ARGs功能分布特征起负面影响。

关键词：抗生素抗生素抗性基因重金属氟喹诺酮类抗性基因水产养殖

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