邯郸市PM1中抗生素抗性基因和微生物群落研究

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空气中的抗生素抗性基因侵入机体,会对生物体造成潜在性危害。大气颗粒物是空气中抗生素抗性基因进入人体的载体,相对于PM2.5而言,PM1可进入血液对人体健康危害更大。目前有关大气PM1携带抗性基因的研究极少。本研究对邯郸市空气环境PM1中抗性基因的多样性、含量及健康风险三个方面进行了研究,并对PM1中的微生物菌群结构进行了解析。本研究选取邯郸市环境监测中心PM1样品,运用实时荧光定量PCR测定16Sr RNA,int1、sul2、tet A、tet Q、erm C和aac C2的含量,浓度分别为2.21×105copies/m3、3.2×104copies/m3、2.82×102copies/m3、1.69×102copies/m3、5.51×102copies/m3、3.52×102copies/m3和8.14×102copies/m3。采用16S r DNA扩增子测序技术分析了大气PM1样品中的菌群结构,包括物种注释、α多样性、β多样性和功能预测。(1)基于OTU分析的Venn图显示出,春季和秋季细菌共有OTUs数量最高,说明春秋季OTU组成相似性最高;物种相对丰度显示出,在属水平上,4个季节的优势菌属皆为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas);(2)β多样性:Weighted Unifrac距离显示出夏、秋季菌群在物种和丰度方面差异最大;Unweighted Unifrac距离显示出春、秋季菌群物种组成差异最大;基于Weighted Unifrac距离的PCo A分析皆显示出春、秋季物种组成差异最大;基于OTU水平的PCA分析得出春、冬季菌群结构最相似;基于OTU水平的NMDS分析得出春、冬季菌群物种差异最小;基于Weighted Unifrac和Unweighted Unifrac距离的UPGMA聚类皆得出秋、冬季菌群在物种多样性方面存在的差异最大;(3)PICRUSt功能预测显示出,4个季节的细菌基因功能相似,无显著差异。本论文阐明了邯郸市PM1中抗性基因的污染特征,揭示了大气PM1中抗性基因的种类和含量,并对抗性基因进行了健康风险评估;探究了PM1中的微生物群落存在特征,对4个季节的微生物群落结构进行了对比分析。本研究结果可为邯郸市大气PM1中抗生素抗性基因污染的防治提供理论基础。
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