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厌氧消化(anaerobic digestion,AD)是畜禽粪便和剩余污泥重要的处理处置方式,其对抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)具有消减作用,有助于降低其造成的环境污染及生态风险。目前针对厌氧消化过程中抗生素抗性基因的变化研究意见不一,而且关于底物类型的差异及其组成、底物微生物群落和接种泥的选择等对AD过程中的ARGs影响尚不清楚。因此更值得我们深入的研究。抗性基因主要有2种存在形式:存在于微生物细胞内的胞内抗性基因(iARGs)和裸露在环境中的胞外抗性基因(eARGs)。由eARGs和iARGs参与的基因水平转移(Horizontal gene transfer,HGT)在ARGs传播扩散中发挥重要作用。然而,关于eARGs和iARGs在厌氧消化过程中的转归差异认识仍不清楚。因此本研究选取猪粪(PM)、鸡粪(CM)和城市剩余污泥(SS)源三种不同环境中典型的ARGs源进行厌氧发酵批次试验,从而探究底物类型差异及其组成对于ARGs的变化的影响;通过对三种底物进行高压蒸汽灭菌(121℃,30min)预处理(即灭菌猪粪(TPM)、灭菌鸡粪(TCM)和灭菌城市剩余污泥(TSS))进而探究底物微生物在厌氧消化过程中对ARGs的影响;通过提取样本中的总DNA以及胞内DNA(iDNA)和胞外DNA(eDNA)进而研究厌氧消化过程中iARGs和eARGs的归趋。实验结果表明高压蒸汽灭菌预处理底物没有明显改变三种环境样品AD的甲烷累积产气量;但在厌氧消化前期TPM和TCM的产气量均大于PM和CM的,污泥则相反。且在鸡粪组前期出现了与之前研究一致的产气抑制现象。通过qPCR定量测试,三种底物中iDNA总量均大于eDNA总量,且PM和CM中iARGs要高于eARGs,然后SS中的eARGs高于iARGs一倍。并且测得SS和TSS组中eARGs占总ARGs的5.47%和5.18%。剩余污泥中的eDNA中的ARGs是环境中潜在又不容忽视的转播途径。在PM厌氧消化第6天和SS厌氧消化第55天的int I1相对丰度最高,从而推动水平转移对ARGs的扩散。通过对AD过程中微生物群落的门水平和属水平的分析,PM和CM中的优势菌属具有相似性;SS中除此之外还有厌氧发酵产氢细菌。Mantel检验和Procrustes分析表明微生物群落的变化对于ARGs转归具有重要的作用,胞内微生物群落与iARGs呈现显著相关。Procrustes分析胞外微生物群落与eARGs相关性不显著。不同底物类型的差异及其组成和底物微生物群落不仅对其AD中甲烷产气量具有显著的差异性而且影响着AGRs的变化。厌氧消化中eARGs的转归对实现不同底物中ARGs的控制具有重要作用。eARGs的降解是实现ARGs的削减的重要方式。本研究为不同底物类型AD过程中ARGs的变化提供了参考依据。