近年来,环境中抗生素抗性是全球关注的问题。然而,人们对亚南极抗生素抗性微生物(antibiotic resistance bacteria,ARB)的分布特征和耐药机制的研究极少,尽管这些研究对评估南极污染程度以及评估无人类居住环境中抗生素抗性微生物的“基线”很重要。为了解决以上问题,本研究选取亚南极菲尔德斯半岛作为亚南极典型代表性区域,分析其土壤、沉积物中ARB的抗性水平,掌握亚南极多介质中ARB的分布特征;恒温摇床培养不同性状ARB进行菌种鉴定,进一步揭示了亚南极菲尔德斯半岛ARB组成特征。检测不同种属ARB中295种抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)和16S r RNA的丰度水平,探究了南极菌株中ARGs的组成特征以及耐药机制。实验结果表明:(1)亚南极菲尔德斯半岛普遍存在磺胺二甲基嘧啶和环丙沙星抗性微生物。在湖泊、海洋沉积物和土壤中均检测到环丙沙星抗性微生物,而磺胺二甲基嘧啶抗性微生物并没有在全部海洋沉积物检测出。环丙沙星和磺胺二甲基嘧啶抗性微生物最高丰度分别为52 CFU/g、80 CFU/g,与受人为活动影响的低纬度区域相比,污染水平较低。同时,通过对比不同站位点抗性微生物的耐药率,亚南极菲尔德斯半岛ARB的丰度水平受人为活动和动物迁徙的影响。(2)通过构建系统进化树,得出亚南极菲尔德斯半岛内大部分ARB属于变形菌门(Protectorate),其中假单胞菌属(Pseudomonas)细菌在磺胺二甲基嘧啶抗性微生物中表现出非常明显优势。(3)采用实时定量PCR技术分析17株ARB中295种ARGs。结果显示,ARB中检测出106种ARGs,其中sul A、fol P-03、acr A-04、str B、qac Edelta1-01、pik R2、va C-03、qac H-01、mex F、cml A1-01、acr A-05、tet(34)检出率(菌株检出数占总菌株数)50%以上。通过抗生素抗性与对应ARGs对比分析中,发现全部的磺胺二甲基嘧啶抗性微生物均含有磺胺类ARGs,而环丙沙星抗性微生物部分含喹诺酮类ARGs。(4)ARB具有五种耐药机制:a、抗生素灭活;b、产生整合酶分解抗生素;c、细胞保护;d、主动外排泵;e、分泌转座酶。为了探究遗传元件在极地微生物抗生素抗性基因传播的作用,通过分析抗生素抗性基因与遗传元件的相关性,发现int I-1与pik R2之间存在强正相关,而tnp A-05和tnp A-02与sul A、fol P-03、str B、qac Edelta1-01、cml A1-01之间均存在极强的正相关,表明遗传元件传播微生物抗生素抗性的规律同样适用于亚南极环境。