城市环境所在中国水库细菌群落与抗生素抗性基因地理分布方面取得新进展
发布时间:2022-07-11来源:杨军研究组
抗生素抗性细菌和抗性基因的种类众多,在全球环境中广泛存在。近百年来,人类大量合成及不合理的使用抗生素加剧了抗性细菌的演化,甚至导致“超级耐药菌”产生,进而对人类和环境健康造成严重威胁。淡水生态系统作为城镇居民的饮用水来源,提供重要的生态系统服务功能,与人类的生存、发展和健康息息相关。近年来,国际学者提出“同一健康(One Health)”理念,强调在解决抗生素抗性问题时建立大规模监测监控体系的重要性,必须充分考虑抗性细菌和抗性基因的区域性和全球性问题。因此,研究抗生素抗性基因在大空间尺度上的地理分布规律,可为评估和解决抗生素抗性基因污染风险问题奠定基础。以往研究表明,细菌群落结构和功能的生物地理分布格局受不同生态过程的影响。但是,对大空间尺度自然水体细菌群落和抗性基因的分布规律与驱动机制的认知仍然十分有限。
中国科学院水生态健康研究组(杨军团队)对中国东南五省/自治区(浙江、福建、广东、广西和海南)的24座水库进行考察,采用高通量DNA测序技术和高通量荧光定量PCR方法,研究了浮游细菌群落和抗生素抗性基因组成地理分布格局,分析了细菌群落组成与抗生素抗性基因的关系。共检出165个抗生素抗性基因和4971个细菌OTUs。
研究发现,细菌群落和抗生素抗性基因组成具有明显的距离衰减效应,不同水体间抗生素抗性基因的组成差异大于细菌群落的组成差异,并且细菌群落与抗生素抗性基因组成间相关性较弱。进一步分析发现,细菌群落的生物地理格局同时受确定性过程和随机性过程驱动,而抗性基因的分布主要受确定性过程的影响。该研究揭示了细菌群落和抗生素抗性基因在大空间尺度自然水体中的分布模式,促进了对内陆水体抗生素抗性基因地理分布的深刻理解,为抗生素抗性基因监测和风险评估提供了基础信息。
研究结果以Biogeographical patterns of bacterial communities and their antibiotic resistomes in the inland waters of southeast China为题发表在微生物领域国际期刊Microbiology Spectrum。已毕业硕士研究生方沛菊为第一作者,杨军研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家科技基础资源调查专项等项目的资助。
中国东南水库细菌群落与抗生素抗性基因的地理分布
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