《抗生素重複污染土壤中微生物的回響與抗性形成》是依託浙江大學，由方華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：抗生素重複污染土壤中微生物的回響與抗性形成
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：方華
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
抗生素是畜禽養殖中廣泛使用的藥劑，使用的抗生素大多以母體或代謝產物的形式排出體外，導致畜禽糞便中高濃度的抗生素殘留。大量含有抗生素的禽畜糞便施於農田造成農田土壤污染，抗生素殘留及其生物效應引起人們的關注。本項目針對含抗生素的畜禽糞肥長期不斷施入土壤的狀況，選擇畜禽養殖飼料中廣泛添加且量大的四環素類抗生素金黴素和磷酸多糖類抗生素黃黴素，參照其在畜禽糞便中的殘留水平，兩種抗生素單一和複合形式並採用直接添加和與肥料共施添加兩種方式處理土壤，研究：1、抗生素的降解與積累性；2、土壤生物學功能的變化；3、土壤微生物種群數量和結構的變化；4、抗生素誘導微生物群落耐性的形成及其劑量效應；5、分離鑑定抗性菌並分析其抗性譜。研究可望闡明單一和複合抗生素長期投入土壤中微生物種群結構和功能多樣性的變化、抗生素誘導微生物群落抗性的形成及其劑量效應，對於認識抗生素污染對土壤質量與健康的影響具有重要的科學價值。
結題摘要
金黴素和磺胺嘧啶分別是畜禽養殖飼料中添加量大的四環素類和磺胺類抗生素，為評價其長期污染對土壤健康的影響，在單一與複合條件下與有機肥共同重複處理土壤，開展了抗生素在土壤中的降解特徵、土壤生物學功能、土壤微生物結構多樣性以及污染誘導群落抗性的形成機制等方面的研究。主要研究結果如下： 1．五次重複處理期間，金黴素和磺胺嘧啶在土壤中的降解均呈現前期快，後期緩慢的特點，兩種抗生素在7 d內的降解速率隨著處理頻率呈現先降低後加快的彈性恢復趨勢，其中金黴素處理恢復趨勢更加快速。 2．採用底物誘導法測定土壤呼吸CO2釋放量，結果顯示前兩次處理期間，抗生素各處理土壤培養7 h後的CO2釋放量均低於有機肥處理土壤，但第三、四和五次處理期間，土壤CO2釋放量逐漸恢復甚至超過有機肥處理土壤；培養24 h後這種“抑制-恢復-刺激”的變化趨勢更加明顯。 3. 通過比色法測定土壤脲酶和脫氫酶活性，結果顯示前三次處理期間，抗生素各處理土壤脲酶和脫氫酶活性與有機肥處理土壤相當，但第四次處理後， 金黴素單一及其與磺胺嘧啶複合處理對兩種酶的活性有一定刺激作用。 4．採用BIOLOG ECO微平板法測定土壤微生物碳源利用多樣性，結果顯示金黴素和磺胺嘧啶第一次處理后土壤微生物AWCD值、Simpson、Shannon和McIntosh指數均低於有機肥處理土壤，土壤微生物多樣性受到一定的抑制作用，但這種影響隨著處理次數的增加逐步消失，到第三次處理后土壤微生物多樣性均已恢復至或超過有機肥處理土壤水平。 5．採用16S rDNA PCR-TGGE法分析土壤微生物群落結構組成的變化，結果顯示五次重複處理期間各處理土壤之間發現11條差異條帶，通過克隆測序分析後發現大部分屬於Firmicutes類細菌，其它屬於Actinobacteria和Proteobacteria類細菌。 6. 採用焦磷酸測序法分析土壤微生物種群多樣性，結果顯示抗生素重複處理土壤中優勢微生物種屬Clostridium sensu stricto、Sphingomonas、 Clostridium XI和TM7明顯高於對照土壤，但土壤微生物種群多樣性有所下降。 7．採用BIOLOG法測定土壤微生物群落誘導抗性及交叉抗性，結果顯示金黴素和磺胺嘧啶處理土壤微生物誘導抗性及其交叉抗性明顯高於有機肥處理土壤，並且這種誘導抗性隨著抗生素處理頻率而顯著上升。
