【摘 要】
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抗生素在不同领域的大量使用甚至滥用,致使未被利用的抗生素经过不同途径进入环境,导致抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)发生并传播,对生态环境和人类健康构成潜在威胁,受到现代社会的高度重视。热带环境中的地表水是许多生物群落和人类社区的重要水源之一,地表水环境对抗生素和ARGs的传播发挥重要作用,甚至成为抗生素和ARGs的重要储存库,因此针对热带环境地表水
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抗生素在不同领域的大量使用甚至滥用,致使未被利用的抗生素经过不同途径进入环境,导致抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)发生并传播,对生态环境和人类健康构成潜在威胁,受到现代社会的高度重视。热带环境中的地表水是许多生物群落和人类社区的重要水源之一,地表水环境对抗生素和ARGs的传播发挥重要作用,甚至成为抗生素和ARGs的重要储存库,因此针对热带环境地表水中抗生素和ARGs展开研究,了解其赋存状况具有重要意义。选择我国海南岛三条主要河流(南渡江、昌化江、万泉河)为主要研究区域,使用高效液相色谱-串联质谱法和高通量荧光定量PCR技术对三条河流水体及沉积物中抗生素和ARGs的水平进行分析,了解其赋存特征,探究ARGs在水体及沉积物中发生和传播的影响因素。结果如下:(1)共有6类54种抗生素在“两江一河”流域水体中被检测出,其中南渡江水体中抗生素的浓度水平在ND-196.54 ng/L之间,昌化江水体中抗生素的浓度水平在ND-156.04 ng/L之间,万泉河水体中抗生素的浓度水平在ND-284.50ng/L之间。在“两江一河”水体检出的各类抗生素中,大环内酯类和四环素类抗生素为主要污染大类。“两江一河”中南渡江总抗生素浓度水平最高,昌化江其次,万泉河最低,“两江一河”水体中抗生素的浓度中、下游区域高于上游和河口地区。“两江一河”水体中四环素、维及霉素M1、脱水红霉素、土霉素、氧氟沙星具有生态风险,需要高度关注。(2)水和沉积物中检测的49种目标基因中,共检出46种ARGs和2种整合酶基因,且整合酶基因检出率为100%,ARGs的绝对丰度在1.16×10~3-2.97×10~7copies/L和3.34×10~3-1.55×10~7 copies/g之间,大环内酯类、氨基糖苷类、磺胺类ARGs是本研究区域主要的ARGs类型,水体中检出基因的绝对丰度呈intl1>mac B>mph A-01>sul2>aad A1>aad A1-01>其他;沉积物中检出基因的绝对丰度呈intl1>mac B>aad A-01>aad A1>mph A-01>ere A>其他。tet W、dfr A12、tet E和erm F、tet X、aac(6’)-Ib分别是三条河流水和沉积物中的核心ARGs。ARGs相对丰度在三条河流中均呈现中下游丰度较高,上游、河口丰度较低的现象。(3)相关性分析显示,“两江一河”水体中抗生素和对应ARGs并没有显著相关性。“两江一河”水中检出的ARGs之间呈显著正相关,沉积物中除tet Q与tet C、mac B与ere A、erm F之间呈显著负相关外,其余ARGs均呈显著正相关,水和沉积物中intl1、intl2与多数ARGs呈显著正相关,证明了热带环境下能够提高HGT的效率,利于ARGs传播。p H是9种环境因子中与水环境中ARGs发生相关的主要因子,检测的重金属中仅Cd和Zn与“两江一河”水体中的两种ARGs呈显著相关,方差分解分析显示环境因子中,重金属对ARGs的潜在影响最大。“两江一河”中ARGs检出丰度低,受环境因子的影响小,更多的是ARGs之间互相影响。
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