產(chǎn)電型人工濕地中抗生素抗性基因的產(chǎn)生與變化規(guī)律.pdf

1、抗生素因能提高生活質(zhì)量而在全球范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用，多數(shù)抗生素在人和動(dòng)物機(jī)體內(nèi)都不能夠被完全代謝，以原形和活性代謝產(chǎn)物的形式排到體外，經(jīng)不同途徑進(jìn)入環(huán)境，誘導(dǎo)產(chǎn)生抗性基因(ARG)。環(huán)境抗生素對(duì)致病微生物抗藥性基因的誘導(dǎo)以及環(huán)境抗藥性基因向致病微生物的轉(zhuǎn)移直接威脅著人類健康。
　　微生物燃料電池（MFC）和人工濕地(CW)對(duì)難降解有機(jī)物均有良好的降解性能，本文利用人工濕地和微生物燃料電池對(duì)污染物的凈化潛能以及二者在構(gòu)造上可相互融合的優(yōu)

2、勢(shì)，構(gòu)建全新的產(chǎn)電型人工濕地(MFC-CW)。選取磺胺類抗性基因（sul）和四環(huán)素類抗性基因（tet）為研究對(duì)象，主要研究成果如下:
　　3種磺胺類抗性基因（sul1、sul2、sul3）和5種四環(huán)素類抗性基因(tetA、tetC、tet O、tetQ、tet W)在MFC-CW和CW的出水和填料中均有不同程度的檢出。由于宿主細(xì)菌種類不適宜在濕地環(huán)境中生存，tet B和tet M抗性基因未能檢出。兩種類型濕地出水中sul基因相對(duì)豐

3、度排序均為sul1＞sul2＞sul3，tet基因排序?yàn)閠et A＞tet C＞tet Q＞tetO＞tetW。MFC-CW填料中sul基因相對(duì)豐度排序與出水中相同，tet基因相對(duì)豐度排序則是tet A＞tet C＞tetW，tetO和tetQ相對(duì)豐度更低。
　　MFC-CW出水中的8種ARG相對(duì)豐度均低于同組的CW（除tetO外，P＜0.05），MFC-CW對(duì)出水中ARGs的抑制作用優(yōu)于CW。MFC-CW內(nèi)的電子流動(dòng)能夠促進(jìn)濕地

4、內(nèi)微生物加快對(duì)抗生素的降解，電子流動(dòng)產(chǎn)生的電流可以消除一些耐藥質(zhì)粒。
　　在MFC-CW和CW的出水中，磺胺甲惡唑(SMX)濃度與3種sul基因的相對(duì)豐度之間均無顯著相關(guān)性(P＞0.05)。出水中的sul基因相對(duì)豐度可能受到除抗生素濃度外其他因素如交叉選擇作用、浮游型生物和生物膜型微生物在出水中的比例、進(jìn)水中ARGs相對(duì)豐度的差異等影響。CW出水中四環(huán)素(TC)濃度與tet基因有很強(qiáng)相關(guān)性，而MFC-CW僅在高濃度組出水中TC濃度

5、與tetO和tet Q相對(duì)豐度有相關(guān)性。
　　MFC-CW出水的抗性基因除sul1和tet W之外，均與16S rRNA無相關(guān)性(P＞0.05)，MFC-CW內(nèi)部的電子流動(dòng)影響了ARGs在水平傳遞時(shí)的調(diào)控因子表達(dá)、膜電位等，從而影響了二者之間的相關(guān)性。CW出水中8種ARGs和16S rRNA均呈顯著性相關(guān)，ARGs在CW中的復(fù)制和傳播受濕地環(huán)境中細(xì)菌濃度的影響。
　　對(duì)MFC-CW填料附著微生物體內(nèi)ARGs相對(duì)豐度進(jìn)行研究發(fā)

6、現(xiàn)，MFC-CW填料吸附的SMX濃度與3種sul基因相對(duì)豐度均呈正相關(guān)，吸附的TC濃度與5種tet基因相對(duì)豐度亦呈正相關(guān)(P＜0.05)。每個(gè)反應(yīng)器內(nèi)沿程填料中的總sul抗性基因相對(duì)豐度與總tet抗性基因相對(duì)豐度均表現(xiàn)為兩極高，中間低。水力停留時(shí)間5d時(shí)，MFC-CW填料中總sul基因、總tet基因的相對(duì)豐度均低于水力停留時(shí)間為2.5d時(shí)的相對(duì)豐度，較長(zhǎng)的水力停留時(shí)間有利于降低MFC-CW內(nèi)總sul基因、總tet基因的相對(duì)豐度。