抗生素被廣泛應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)中以防病治病、提高飼料利用率和促進(jìn)動(dòng)物生長。我國是養(yǎng)殖大國，養(yǎng)殖廢棄物的產(chǎn)量非常驚人，自2003年以來，我國的年畜禽糞便排放量基本都在30億噸左右。據(jù)世界糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，截止2011年，全球耕種面積已有13,962,000平方公里。多數(shù)土地耕種時(shí)仍使用糞便有機(jī)肥。僅我國商品糞便有機(jī)肥年產(chǎn)量就達(dá)2,200萬噸，農(nóng)家糞肥使用量達(dá)152,046萬噸。
在糞便有機(jī)肥被廣泛使用的情況下，有機(jī)肥對(duì)土壤、環(huán)境以及人類健康的影響卻知之甚少；同時(shí)，從耐藥發(fā)展的角度看，已有研究僅表明，施加糞便有機(jī)肥會(huì)造成耐藥基因的豐度增加并且可以在一定時(shí)間內(nèi)持留，然而造成這一現(xiàn)象的內(nèi)在原因并沒有得到解釋。認(rèn)識(shí)施加有機(jī)肥對(duì)全球耐藥發(fā)展的關(guān)鍵是追蹤耐藥基因的宿主細(xì)菌的變化趨勢。
因此，中國科學(xué)院微生物研究所馮婕課題組通過高通量測序、微宇宙構(gòu)建、熒光定量PCR及相關(guān)性分析等技術(shù)方法，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致施肥后土壤耐藥基因持留細(xì)菌有兩類：一類為厚壁菌門中的梭菌科細(xì)菌，另一類為γ變形菌門中的假單胞菌、不動(dòng)桿菌及甲烷氧化菌。其中維持四環(huán)素類抗生素耐藥基因較高豐度的原因是梭菌科細(xì)菌以孢子形態(tài)在土壤中長期存活，而維持氨基糖苷類抗生素、磺胺類抗生素和酰胺醇類抗生素耐藥基因較高豐度的原因是γ變形菌在糞肥營養(yǎng)的刺激下激增。
以上研究結(jié)果首次清晰地描述了兩個(gè)不同群落混合后攜帶耐藥基因細(xì)菌的變化規(guī)律，更為重要的是，這些攜帶耐藥基因的細(xì)菌與病原微生物具有很近的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系，有的甚至屬于條件致病菌。這讓人類重新思考糞肥施加對(duì)全球耐藥發(fā)展的影響。
這些結(jié)果已于4月27日在Environment Microbiology 發(fā)表（doi: 10.1111/1462-2920.13337），題為A multi-player game: Species of Clostridium, Acinetobacter, and Pseudomonas are responsible for the persistence of antibiotic resistance genes in manure-treated soils。微生物所馮婕課題組的外青Sébastien O. Leclercq和助理研究員王超為該文章的共同第一作者。此研究得到了“973”項(xiàng)目(2015CB554202)的經(jīng)費(fèi)支持。
耐藥基因相對(duì)豐度變化與微生物群落相對(duì)豐度變化的相關(guān)性分析結(jié)果
