海南岛典型河流水体及沉积物中抗生素及抗生素抗性基因的赋存特征研究

来源 :海南热带海洋学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a0602141021
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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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