抗生素的发现与应用给人们抗感染治疗、医疗健康带来了前所未有的光明前景,然而耐药细菌的出现又给我们的健康蒙上了一层浓重的阴影,科学家们研究出不同种类、不断更新的抗菌方略,细菌却能一个一个地从容应对。自1929年首例青霉素被发现之后,在这不到100年时间里,抗生素的发展经历了颠覆性的变化,而其耐药性也在我们的生活中显现地越来越严重。喹诺酮类和β-内酰胺类抗生素作为我们平时抗感染治疗的主要用药,目前的应用已经不光局限在人体身上,畜牧业、家禽饲养产业、渔业上抗生素的应用已经远远超过了人类本身。据统计,2013年中国每天抗生素的千人使用量为157吨,这是英国(27.4吨)的5.7倍,是美国(28.8吨)的5.5倍,而在动物方面,2013年中国共投入84240吨抗生素,是英国(420吨)的整整200倍,是美国(14600吨)的5.8倍。而近80%的抗生素在体内并不能完全降解,最后以母体化合物或者代谢产物以粪便或尿液的形式排放到水环境中,这对我们耐以生存的环境带来了莫大的灾难,因此对抗生素及耐药性的研究在目前的形势下显得极其迫切。质粒介导的耐药性以其自身易传播、自身耐药水平较低却能选择出高水平耐药性的特点而在耐药性的研究中扮演着极其重要的角色,最近几来,PMQR与β-内酰胺类抗生素耐药性越来越多地被各国科学家研究,但是大多研究都局限于对筛选到的特定菌株进行耐药基因检测或者其他耐药性的研究,而不能从宏观总体的角度去把握和评估污水环境中的耐药性流行程度,本文以污水中的总细菌的宏基因组DNA为直接实验材料,对济南地区的四个污水采样点(齐鲁医院、山东省中医医院、光大污水处理一厂、小清河)中的污水进行连续一年的耐药基因定量检测,耐药基因包括质粒介导的喹诺酮类耐药(PMQR)基因qnrA,qnrB,qnrC,qurD,qnrS,qepA,oqxA,oqxB,aac-(6’)-Ib-cr以及质粒介导的β-内醜胺类抗生素耐药基因blaTEM,blaCMY,blaCTX-M,blaDHA,blaSHV,并对其中三个月的样本DNA进行基于16S rDNA高通量测序的菌群结构分析,研究耐药基因与各类细菌在不同时间里变化的联系。结果表明,省中医医院的污水中16S rDNA平均拷贝数为5.49 × 10~8 copies/mL,分别低于齐鲁医院、光大污水处理厂、小清河采样点4.70,7.44,15.77倍,而小清河样本中的生物量是最多的,接下来是其余两地。齐鲁医院污水样本中的耐药基因含量为最高,尤其是aac-(6’)-Ib-cr,oqxA,oqxB,blaCTX-M基因含量遥遥领先于其他采样点。光大水务公司经过处理的污水中qnrB,qnrS和qnrD,qepA,blaCMY基因的含量都高于其他采样点。而小清河河水作为里我们日常生活最接近的水系统,其耐药基因丰度处于较高的水平。对比不同的耐药基因,aac-(6’)-Ib-cr基因是所有耐药基因中含量最高的,至少比其他耐药基因高出10倍以上,而在β-内酰胺酶基因中,blaTEM基因的含量为最高。通过对各采样点中各耐药基因之间的相关性分析可知,在自然水体中,β-内酰胺类耐药基因与PMQR基因之间的相关性表现的比较明显,而当污水系统经受不同程度的人为处理后,这两种耐药基因之间的相关性变弱,这在其余三个污水采样点的结果中都有体现。在两个不同性质的医院污水系统中,耐药基因之间的相关性表现的较为一致,即PMQR基因内部的相关性表现的较强,而作为β-内酰胺类耐药基因的主要代表blaTEM与PMQR基因的相关性变弱,但仍有含量较少的其他β-内酰胺类耐药基因与PMQR基因有着千丝万缕的联系。在受人工处理最为严重的光大污水处理厂采样点,各耐药基因之间的联系表现地杂乱无章,并没有表现出一致的规律性。耐药基因与菌群结构之间的相关性分析结果展示了各类细菌均与耐药基因之间表现出着显著的相关性。变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、抚微菌门(Verrucomicrobia)、蓝菌门(Cyanobacteria)与耐药基因之间都存在显著的相关性,尤其在前两个门单元中,耐药基因与变形菌门中的α,β,γ,δ变形菌纲,与拟杆菌门中的拟杆菌纲(Bacteroidia)、黄杆菌纲(Flavobacteria)、鞘脂杆菌纲(Sphingobacteriia)都有显著的相关性,不光是在门水平,在下属的纲、目、科、属水平均体现出了这种关系。与β-内酰胺类耐药基因显著相关的细菌主要有α,β,δ变形菌纲,γ变形菌纲的气生单胞菌属和菌莱茵海默氏菌分支,拟杆菌门的黄杆菌目和鞘脂杆菌目分支,以及弗兰克菌目细菌。与PMQR基因qnr表现出显著相关的菌类有:α,β变形菌纲,弗兰克菌目以及拟杆菌纲。与外排泵基因表现出显著相关性的菌类有:δ变形菌纲,β变形菌纲的伯克霍尔德氏菌目,γ变形菌纲的黄单胞菌科分支,以及弗兰克菌目细菌。