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畜禽养殖业中抗生素滥用问题的日益突出导致动物肠道内产生了大量的抗生素耐药菌,这些抗生素耐药菌成为了环境中抗生素耐药基因的最重要来源。耐药菌一旦随动物粪便排放到环境中,将会造成耐药基因迅速传播。中国养猪业常通过使用四环素类抗生素实现治疗疾病和促进生长,从而导致四环素类耐药基因在环境中频繁检出,对人类健康以及环境造成了巨大威胁。本研究通过对江苏省太湖流域常州市武进区一小型养猪场废水和受其污染的下游河流水体进行采样,检测样品的水质指标,并通过定性PCR、实时定量PCR (qPCR)及16S rRNA基因高可变区扩增测序等技术方法,分析畜禽粪便污染类型对四环素耐药基因的影响,检测四环素耐药基因的种类及丰度,以及探究畜禽养殖废水对河流水体菌群结构的影响,本文的主要研究结果如下:(1)未经处理排放的养猪场废水导致下游河流水体各项指标均劣于国家地表水环境V类水标准,宿主特异性微生物标记基因检测证明猪粪是水体中唯一的粪便污染来源。qPCR定量检测结果证明粪便污染程度沿着河流流向逐渐减轻,但最远处太滆运河点仍能检测到10-4-10-2(拷贝数/16S rRNA基因拷贝数)水平的猪粪标记基因。(2)微生物多样性指数沿水流流动方向呈降低趋势,证明河水的自净和稀释作用能减少微生物群落的多样性。总体上,微生物群落结构随季节变化进行更替,不同月份的所有样品中变形菌门和拟杆菌门虽所占比例不同,但均占有优势。此外,在所有月份的畜禽养殖废水样品中均发现假单胞菌属、弓形杆菌属、纤维杆菌属、密螺旋体属和颤杆菌克,表明该类细菌属于畜禽养殖废水中的特征指示性细菌。(3)在不同月份废水和受其污染的下游水体样品中均检测到12种常见的四环素耐药基因,包括:tet(B)、tet(C)、tet(E)、tet(G)、tet(L)、tet(M)、tet(O)、 tet(Q)、tet(W)、tet(S)和tet(X)。其中四种编码核糖体保护蛋白的四环素耐药基因tet(O)、tet(Q)、tet(W)和tef(M)的相对丰度随着河水的流向而递减,在水流量较大且污染较轻的后三个采样点中的相对丰度仍处于10-3-10-2(拷贝数/16S rRNA基因拷贝数)水平,远高于之前报导的自然水体甚至城市废水中的基因浓度。(4)不同季节样品中,tet(O)、tet(Q)、tet(W)和tet(M)的相对丰度分别与猪特异性拟杆菌标记基因的相对丰度均呈现显著相关性,说明粪便污染标记基因丰度可以有效地指示复杂环境体系中抗生素耐药基因的分布和丰度,并证明水体中高丰度的耐药基因主要来源于上游养猪场废水,该研究结果可为耐药基因的溯源和快速分析提供实践指导。本研究明确了废水和受其污染的下游水体中粪便污染来源,并初步探明了四环素类耐药基因的种类和丰度,掌握了粪便污染程度与水体中耐药基因相对丰度的相互关系。与此同时,高通量测序和生物信息学方法全面揭示了废水及受纳水体中微生物群落结构组成与变化。后续将运用宏基因组学技术对耐药基因的分布做全面性研究,并通过统计学分析耐药基因、粪便污染程度、抗生素浓度、可移动元件和微生物群落结构等多要素之间的内在关系。