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重金属和抗生素是环境污染中重要的典型污染物,抗生素的过度使用与环境排放,胁迫了抗性细菌的增值,造成了抗性基因在环境中的传播与扩散,近年来抗生素抗性基因作为一种新兴污染物引起了广泛关注。重金属的环境污染伴随着人类工业化发展进程而日趋恶化,已有研究发现,砷、汞重金属污染与某些抗生素抗性基因亚型的丰度显著相关,在某些重金属污染地区,细菌不仅对重金属具有抗性,并且还对多种抗生素具有抗性。本研究选取典型的重金属污染区-湘江流域湖南段,野外采样与实验室分析相结合,研究该污染区域β-内酰胺类抗性基因的分布、归趋与传播扩散,考察重金属、抗生素以及水质地化因子等对抗性基因归趋的影响。研究中,对湘江流域湖南段全流程布设13个代表性采样点,采取表层水样和底泥沉积样,利用高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)测定水样和底泥样品中的抗生素浓度,利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测得水样和底泥样品中的重金属种类和含量。同时,提取水样和底泥沉积样中的总DNA,利用定性PCR和实时荧光定量PCR技术对16S rRNA及10种β-内酰胺抗生素抗性基因进行定量检测。利用16S rRNA测序和BLAST与GenBank数据库进行比对,对底泥中抗性细菌进行分析研究。研究发现,湘江流域湖南段水体中氨苄青霉素(AMP)的变化范围在80.1-1396.7ng/L之间,底泥样中AMP的含量变化范围在156.2-1409ng/g之间,重金属污染以Pb、Cu、Hg和Zn为主。荧光定量PCR结果显示,在水样中,β-内酰胺抗性基因的绝对丰度水平从ND到6.95×106copies/mL,在底泥沉积样中,抗性基因绝对丰度水平从1.01×101到2.25×108 copies/g。环境介质中重金属Hg的含量与介质中blaTEM-1抗性基因型的丰度具有显著相关性(p<0.05),于此同时,重金属Hg与blaCMY-2具有正相关性。抗性基因blaOXA-1的丰度与重金属Cu和Pb的含量具有显著的正相关性(p<0.05)。本研究通过对重金属污染区域水和底泥样本与上游较干净水域样本中的β-内酰胺类抗性基因分析,考察了抗生素、重金属以及水质地化因子对抗性基因在环境中增殖和传播扩散的影响,研究揭示了重金属对特定抗性基因亚型增殖的促进作用,以及某些重金属与抗生素协同效应下,抗性基因的变化趋势,探讨了二者协同效应促进抗性基因增殖扩散的可能机制。