2006年,抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)首次作为一种新型污染物被提出。ARGs具有可复制性或传播性,在环境中可持久存在且对人类健康具有潜在威胁,因此近年来受到广泛关注。据现有研究报道,ARGs广泛分布在不同的环境介质中,如江河、沉积物、空气、医疗废水、城市污水、农田、北极冻土等,此外在人体和动物粪便中均有检出。其污染已越来越严重,不容小觑。作为陆地向海洋的过渡带,红树林生态系统具有特殊的生态功能,但人类活动使得红树林的污染越来越严重,红树的种类组成、红树面积以及空间分布等都受到了不同程度破坏。目前,关于红树林中ARGs的研究鲜有报道。本文采集东寨港红树林区域沉积物样品,以典型ARGs,主要包括氯霉素抗性基因(cata1、cata2、cml_e1和cml_e3)、四环素抗性基因(tetA、tetC、tetG和tetM)、磺胺类抗性基因(sul1、sul2、和dfrA1)和喹诺酮抗性基因(qnrS、qepA和aac(6’)-Ib)作为研究对象,利用实时荧光定量PCR方法对环境样本进行定量分析,了解其污染状况及在环境中的时空变化,探究其分布特征和污染来源;利用16SrRNA高通量测序方法对该区域沉积物样品进行分析,探讨东寨港红树林区域的微生物分布情况及ARGs与微生物多样性的联系,同时分析ARGs与某些特定菌群的密切关系;通过对沉积物样品进行理化性质测定,探究ARGs分布和环境因子之间的相关性。主要研究结果如下:(1)东寨港抗生素残留情况:采样点S1和S2靠近生活区,其抗生素污染主要是生活废水污染;S6～S10逐渐延伸入海,抗生素残留量少;S3～S5的抗生素含量较高,S4最高,估计是与该样点附近的养殖池塘密布有关,因此选择了靠进S4的红树林区域样点进行深入研究。(2)典型ARGs的定量分析结果发现,目标抗性基因在东寨港红树林区域的沉积物中均有检出,绝对含量范围1.Ox101copies.g-1～1.0x108copies·g-1,含量较高。该区域典型ARGs具有特殊的分布规律。各样点均表现为表层和中间层沉积物中ARGs的含量高于深层;红树林密林内(D1)ARGs含量最高,随着采样点远离密林,ARGs含量逐渐降低;雨季抗性基因含量较旱季的高。这可能与该地区大面积水产养殖,红树林特殊生态功能,海南的气候以及各种环境因素有关。四种典型抗生素总ARGs组成比例不同,结果为氯霉素类抗性基因、四环素类抗性基因、磺胺类抗性基因和喹诺酮类抗性基因分别占总抗性基因的40.05%、38.52%、21.43%和0.003%。各抗性基因的组成比例存在明显差异,在不同的样点里,均呈现tetA、cml_e3和su坦基因占主导,其次为sul1、tetC和cata1基因,其余占总量比例极低。说明该区域主要是抗生素排出的药泵抗性机制和通过突变或者酶基因的缺失的形式使抗生素无法作用于目标酶的耐药机制为主。抗性基因之间具有内在的关联性,同类抗生素的抗性基因之间基本为极显著正相关关系,不同类抗生素之间的抗性基因具有显著正相关性和正相关关系。(3)16SrRNA测序分析结果表明该区域样本中有64个门,130个纲,221个目,339个科和505个属。其中,主要以Proteobacteria(变形杆菌)和Chloroflexi(绿弯菌门)两个菌门为主,Planctomycetes(浮霉菌门)次之;从纲级分析,Deltaproteobacteria(δ-变形菌)、Gammaproteobacteria(γ-变形菌)和Dehalococcoidia(脱卤球菌科)是沉积物样品里的优势菌群;还可依次进行细分。Alpha多样性分析结果表明物种丰富度高的环境样本多分布于表层和中间层;Beta多样性分析结果显示东寨港红树林区域的不同环境样本呈现了三种聚类,红树林边缘沉积物更接近滩涂沉积物。ARGs与微生物多样性分析结果显示该区域的物种丰富度分布和ARGs丰度分布关系紧密;ARGs与一些特定菌门具有相关性,aac(6’)-lb基因、tetM基因和cata1基因脱离大网络,各自形成小支,分别与极个别菌门具有相关性如:tetM基因只与Atribacteria具有正相关);sul1基因网络关系也是极其复杂(如:sul1基因与Cyanobacteria、Saccharibacteria具有较强的正相关,与Thaumarchaeota、Aerophobetes和 Chloroflexi等具有负相关关系);其余基因网络关系也较为复杂(tetG基因、dfrA1基因等)。即一种目标基因可以针对一种特定菌门,也可是多种,既可是正相关,亦可负相关且强弱也不一致,因此,可在此基础上进行深入探究。(4)环境因子分析结论表明,不同环境因子在东寨港红树林区域均有各自的分布规律。环境因子与抗性基因的相关性分析结果显示亚硝酸盐和大多数目标抗性基因成负相关{如与cml_el基因(p =-0.654,r = 0.0032)、tetA基因(p =-0.629,r = 0.0052)等呈极显著负相关};硝酸盐和目标抗性基因成正相关{如与dfrA1基因(p = 0.597,r =0.0088)和tetA基因(p = 0.613,r = 0.0068)具有极显著正相关关系};氨盐和总磷与目标抗性基因有的成正相关有的成负相关{如铵盐和aac(6’)-Ib基因(p =-0.565,r =0.0145)具有显著的负相关关系,总磷和sul2基因(p = 0.475,r = 0.0466)具有显著正相关关系};pH、盐度、含水率和目标基因基本成负相关。