陆大培:长江口及邻近海域沉积物中抗生素抗性基因时空分布特征及其与环境因子相关性研究论文

陆大培:长江口及邻近海域沉积物中抗生素抗性基因时空分布特征及其与环境因子相关性研究论文

本文主要研究内容

作者陆大培(2019)在《长江口及邻近海域沉积物中抗生素抗性基因时空分布特征及其与环境因子相关性研究》一文中研究指出:抗生素作为一类广泛被使用的药物,不仅被用于人类医疗领域,还被用于养殖预防畜禽疾病。抗生素可通过点源污染和非点源污染等方式被排放到周围水生环境中,从而造成环境中抗生素的残留。同时,因抗生素的存在,加速了水生环境中抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的产生和传播。ARGs作为一种新型污染物,其具有“可复制性”并且能通过基因突变和基因水平转移等方式促进ARGs的形成和传播。同时,ARGs已被证实广泛存在于多种环境介质中,且受到多种环境因子的影响,例如重金属、抗生素和有机质等。本文选取靠近城市规模大、人口密集、经济发展快的长江口及邻近海域为研究区域,共采集了夏季和冬季共175个样点的沉积物,使用UPLC-MS/MS测定样本中五大类20种抗生素;并采用PCR和Q-PCR分别定性和定量8种ARGs及其相关基因;使用ICP-OES测定样本中重金属的总量、采用ICP-MS测定样品中酸可提取态金属。另外,还检测了沉积物及水环境中其他理化指标,包括粒径、TOC、PH、温度和悬浮颗粒物等。根据检测的结果对ARGs进行了时空分布研究,并将ARGs与环境因子进行了相关性分析,为长江口及邻近海域环境污染物的污染防治提供理论支持。本研究取得的主要研究成果与认识包括:(1)长江口及邻近海域沉积物中,ARGs及其相关基因在夏季平均含量显示:16S-rRNA>aac(6’)-Ib>tetA>tetW>intI>sul2>sul1>sul3。冬季平均含量:16S-rRNA>sul2>aac(6’)-Ib>tetA>sul3>int I>tetW>sul1。其中除了sul2和sul3两种基因,其余6种基因均显示夏季平均含量高于冬季平均含量。(2)在ARGs及其相关基因绝对含量的空间分布特征方面,磺胺类抗性基因和喹诺酮类抗性基因夏季高值区均集中在北部黄海邻近海域,冬季高值区向南推移集中在南部浙闽邻近海域。四环素类抗性基因两季高值区都集中在南部浙闽邻近海域。所有基因的绝对含量在长江口内及口外延伸海域均处于低值区。(3)磺胺类抗性基因sul1、sul2和sul3在季节分布上存在显著性差异。夏季:sul2>sul1>sul3;冬季:sul2>sul3>sul1。sul2在环境中对磺胺类抗性基因贡献率最高。四环素类抗性基因的含量在两季中均表现为tetA>tetW,这与近岸上海市内河中四环素类抗性基因的浓度分布规律基本一致。(4)长江口及邻近海域沉积物中抗生素的含量季节差异性明显。在夏季,磺胺类抗生素、四环素类抗生素、氟喹诺酮类抗生素、大环内酯类抗生素和氯霉素类抗生素等五大类抗生素的检出率分别为48.51%、0.09%、98.77%、40.74%和14.81%。在冬季,这五类抗生素仅磺胺类抗生素和氟喹诺酮类抗生素被检测到,其检出率为11.54%和100%。其中检出率最高的氟喹诺酮类抗生素在夏季变化范围为0-30.87ng/g,其平均含量为4.43ng/g;在冬季氟喹诺酮类抗生素的含量变化范围为0-9.83ng/g,且其平均值为5.45ng/g。由此可见,氟喹诺酮类抗生素在沉积物中普遍存在,污染较为严重。此结果低于长江口滨岸沉积物中氟喹诺酮类抗生素的含量,但是其检出率和含量占主导是一致的。(5)长江口及邻近海域沉积物中大部分金属元素含量夏季表现出东西方向的递减规律,近岸的含量高于远海的含量。冬季大部分金属元素含量空间分布表现出南北方向,北部江苏黄海邻近海域的含量高于南部浙闽海域中沉积物金属含量。长江口及邻近海域沉积物中弱酸提取态金属含量在研究区域内两季均表现出Mn>Zn>Ni>Cu>Pb>Cr>As>Cd。夏季大部分弱酸提取态金属含量空间分布与泥质区的空间分布形态相似。(6)环境因子与ARGs之间相关性分析发现,抗生素含量与多数ARGs之间不存在显著相关性,表明抗生素可能不是调控ARGs赋存的主导因子。另外,多种金属总量与ARGs丰度之间存在显著相关性,其中对于16S rRNA来说,其在夏季与Fe、Cu、Ni、Pb和Cr的含量之间均存在显著相关性(P<0.05),且其相关系数分别为0.237、0.400、0.337、0.238和0.332。对于四环素类抗性基因来说,其在夏季和冬季均与Cu和Zn有极显著相关性(P<0.01)。说明Cu和Zn可能是调控四环素类抗性基因赋存的主要金属元素。弱酸提取态Cu、Zn、Ni与夏季ARGs丰度之间存在显著相关性。其中弱酸提取态Cu与sul2、sul3、tetA、tetW两类抗性基因均有极显著正相关(P<0.01)。另外,长江口及邻近海域沉积物的其他理化因子包括粒度、盐度、总有机质、温度、悬浮颗粒物和pH等环境因子与ARGs相关性分析发现,粘土、粉粒、水温与多种ARGs均有显著相关性(P<0.05),表明ARGs在环境中赋存同时受到多种环境因子的调控。

Abstract

kang sheng su zuo wei yi lei an fan bei shi yong de yao wu ,bu jin bei yong yu ren lei yi liao ling yu ,hai bei yong yu yang shi yu fang chu qin ji bing 。kang sheng su ke tong guo dian yuan wu ran he fei dian yuan wu ran deng fang shi bei pai fang dao zhou wei shui sheng huan jing zhong ,cong er zao cheng huan jing zhong kang sheng su de can liu 。tong shi ,yin kang sheng su de cun zai ,jia su le shui sheng huan jing zhong kang sheng su kang xing ji yin (Antibiotic resistance genes,ARGs)de chan sheng he chuan bo 。ARGszuo wei yi chong xin xing wu ran wu ,ji ju you “ke fu zhi xing ”bing ju neng tong guo ji yin tu bian he ji yin shui ping zhuai yi deng fang shi cu jin ARGsde xing cheng he chuan bo 。tong shi ,ARGsyi bei zheng shi an fan cun zai yu duo chong huan jing jie zhi zhong ,ju shou dao duo chong huan jing yin zi de ying xiang ,li ru chong jin shu 、kang sheng su he you ji zhi deng 。ben wen shua qu kao jin cheng shi gui mo da 、ren kou mi ji 、jing ji fa zhan kuai de chang jiang kou ji lin jin hai yu wei yan jiu ou yu ,gong cai ji le xia ji he dong ji gong 175ge yang dian de chen ji wu ,shi yong UPLC-MS/MSce ding yang ben zhong wu da lei 20chong kang sheng su ;bing cai yong PCRhe Q-PCRfen bie ding xing he ding liang 8chong ARGsji ji xiang guan ji yin ;shi yong ICP-OESce ding yang ben zhong chong jin shu de zong liang 、cai yong ICP-MSce ding yang pin zhong suan ke di qu tai jin shu 。ling wai ,hai jian ce le chen ji wu ji shui huan jing zhong ji ta li hua zhi biao ,bao gua li jing 、TOC、PH、wen du he xuan fu ke li wu deng 。gen ju jian ce de jie guo dui ARGsjin hang le shi kong fen bu yan jiu ,bing jiang ARGsyu huan jing yin zi jin hang le xiang guan xing fen xi ,wei chang jiang kou ji lin jin hai yu huan jing wu ran wu de wu ran fang zhi di gong li lun zhi chi 。ben yan jiu qu de de zhu yao yan jiu cheng guo yu ren shi bao gua :(1)chang jiang kou ji lin jin hai yu chen ji wu zhong ,ARGsji ji xiang guan ji yin zai xia ji ping jun han liang xian shi :16S-rRNA>aac(6’)-Ib>tetA>tetW>intI>sul2>sul1>sul3。dong ji ping jun han liang :16S-rRNA>sul2>aac(6’)-Ib>tetA>sul3>int I>tetW>sul1。ji zhong chu le sul2he sul3liang chong ji yin ,ji yu 6chong ji yin jun xian shi xia ji ping jun han liang gao yu dong ji ping jun han liang 。(2)zai ARGsji ji xiang guan ji yin jue dui han liang de kong jian fen bu te zheng fang mian ,huang an lei kang xing ji yin he kui nuo tong lei kang xing ji yin xia ji gao zhi ou jun ji zhong zai bei bu huang hai lin jin hai yu ,dong ji gao zhi ou xiang na tui yi ji zhong zai na bu zhe min lin jin hai yu 。si huan su lei kang xing ji yin liang ji gao zhi ou dou ji zhong zai na bu zhe min lin jin hai yu 。suo you ji yin de jue dui han liang zai chang jiang kou nei ji kou wai yan shen hai yu jun chu yu di zhi ou 。(3)huang an lei kang xing ji yin sul1、sul2he sul3zai ji jie fen bu shang cun zai xian zhe xing cha yi 。xia ji :sul2>sul1>sul3;dong ji :sul2>sul3>sul1。sul2zai huan jing zhong dui huang an lei kang xing ji yin gong suo lv zui gao 。si huan su lei kang xing ji yin de han liang zai liang ji zhong jun biao xian wei tetA>tetW,zhe yu jin an shang hai shi nei he zhong si huan su lei kang xing ji yin de nong du fen bu gui lv ji ben yi zhi 。(4)chang jiang kou ji lin jin hai yu chen ji wu zhong kang sheng su de han liang ji jie cha yi xing ming xian 。zai xia ji ,huang an lei kang sheng su 、si huan su lei kang sheng su 、fu kui nuo tong lei kang sheng su 、da huan nei zhi lei kang sheng su he lv mei su lei kang sheng su deng wu da lei kang sheng su de jian chu lv fen bie wei 48.51%、0.09%、98.77%、40.74%he 14.81%。zai dong ji ,zhe wu lei kang sheng su jin huang an lei kang sheng su he fu kui nuo tong lei kang sheng su bei jian ce dao ,ji jian chu lv wei 11.54%he 100%。ji zhong jian chu lv zui gao de fu kui nuo tong lei kang sheng su zai xia ji bian hua fan wei wei 0-30.87ng/g,ji ping jun han liang wei 4.43ng/g;zai dong ji fu kui nuo tong lei kang sheng su de han liang bian hua fan wei wei 0-9.83ng/g,ju ji ping jun zhi wei 5.45ng/g。you ci ke jian ,fu kui nuo tong lei kang sheng su zai chen ji wu zhong pu bian cun zai ,wu ran jiao wei yan chong 。ci jie guo di yu chang jiang kou bin an chen ji wu zhong fu kui nuo tong lei kang sheng su de han liang ,dan shi ji jian chu lv he han liang zhan zhu dao shi yi zhi de 。(5)chang jiang kou ji lin jin hai yu chen ji wu zhong da bu fen jin shu yuan su han liang xia ji biao xian chu dong xi fang xiang de di jian gui lv ,jin an de han liang gao yu yuan hai de han liang 。dong ji da bu fen jin shu yuan su han liang kong jian fen bu biao xian chu na bei fang xiang ,bei bu jiang su huang hai lin jin hai yu de han liang gao yu na bu zhe min hai yu zhong chen ji wu jin shu han liang 。chang jiang kou ji lin jin hai yu chen ji wu zhong ruo suan di qu tai jin shu han liang zai yan jiu ou yu nei liang ji jun biao xian chu Mn>Zn>Ni>Cu>Pb>Cr>As>Cd。xia ji da bu fen ruo suan di qu tai jin shu han liang kong jian fen bu yu ni zhi ou de kong jian fen bu xing tai xiang shi 。(6)huan jing yin zi yu ARGszhi jian xiang guan xing fen xi fa xian ,kang sheng su han liang yu duo shu ARGszhi jian bu cun zai xian zhe xiang guan xing ,biao ming kang sheng su ke neng bu shi diao kong ARGsfu cun de zhu dao yin zi 。ling wai ,duo chong jin shu zong liang yu ARGsfeng du zhi jian cun zai xian zhe xiang guan xing ,ji zhong dui yu 16S rRNAlai shui ,ji zai xia ji yu Fe、Cu、Ni、Pbhe Crde han liang zhi jian jun cun zai xian zhe xiang guan xing (P<0.05),ju ji xiang guan ji shu fen bie wei 0.237、0.400、0.337、0.238he 0.332。dui yu si huan su lei kang xing ji yin lai shui ,ji zai xia ji he dong ji jun yu Cuhe Znyou ji xian zhe xiang guan xing (P<0.01)。shui ming Cuhe Znke neng shi diao kong si huan su lei kang xing ji yin fu cun de zhu yao jin shu yuan su 。ruo suan di qu tai Cu、Zn、Niyu xia ji ARGsfeng du zhi jian cun zai xian zhe xiang guan xing 。ji zhong ruo suan di qu tai Cuyu sul2、sul3、tetA、tetWliang lei kang xing ji yin jun you ji xian zhe zheng xiang guan (P<0.01)。ling wai ,chang jiang kou ji lin jin hai yu chen ji wu de ji ta li hua yin zi bao gua li du 、yan du 、zong you ji zhi 、wen du 、xuan fu ke li wu he pHdeng huan jing yin zi yu ARGsxiang guan xing fen xi fa xian ,nian tu 、fen li 、shui wen yu duo chong ARGsjun you xian zhe xiang guan xing (P<0.05),biao ming ARGszai huan jing zhong fu cun tong shi shou dao duo chong huan jing yin zi de diao kong 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自华东师范大学的陆大培,发表于刊物华东师范大学2019-07-02论文,是一篇关于长江口及邻近海域论文,沉积物论文,抗生素论文,抗生素抗性基因论文,重金属论文,弱酸提取态金属论文,华东师范大学2019-07-02论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自华东师范大学2019-07-02论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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