长期定量施用猪粪稻田土壤中典型抗生素及其抗性基因污染研究

发布时间：2017-04-14 04:20

  本文关键词：长期定量施用猪粪稻田土壤中典型抗生素及其抗性基因污染研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：抗生素是畜禽养殖业常用的饲料添加剂,用于预防畜禽疾病和促进畜禽生长。然而抗生素并不能被动物很好地吸收,大部分随畜禽粪便的农田施用进入到土壤中。因此而产生的抗生素抗性基因污染也逐渐成为环境研究的热点。已有研究侧重于随机采样或实验室条件下的研究,而缺少对长期施用粪肥土壤中抗生素及其抗性基因污染特征的研究。本研究选取了中国南方4个长期定位试验点,采集长期定量施用猪粪与不施用猪粪的稻田表层及剖面土壤,对6种典型兽用抗生素和对应8种抗生素抗性基因进行了检测,分析了其在稻田土壤中的污染特征,并对其中的相关关系进行了探讨。主要研究结果如下：(1)长期施用猪粪的稻田表层土壤中四环素类抗生素明显积累,抗生素抗性基因相对丰度显著提高,表明长期施用猪粪会造成稻田表层土壤的抗生素积累及抗生素抗性基因污染。(2)随着猪粪施用量的增大,土壤中残留的抗生素浓度和抗生素抗性基因相对丰度逐渐升高；猪粪施用量与土壤中抗生素抗性基因相对丰度之间存在着良好的相关关系。宏基因测序结果表明猪粪的施用使稻田土壤中总抗生素抗性基因相对丰度升高,并增加了抗生素抗性基因的多样性。(3)剖面土壤中可以检测到抗生素,浓度随深度增加而降低,说明抗生素污染可以从表层土壤向深层土壤迁移。剖面土壤中抗生素抗性基因的相对丰度随土壤深度增加而下降,说明携带抗生素抗性的微生物会随渗滤向底土层转移。(4)四环素类抗生素与重金属元素存在正相关关系,四环素类与磺胺类抗生素抗性基因相对丰度与土壤pH、有机质、重金属As、Cd、Cu、Zn之间存在相关性,但与四环素类抗生素相关性较弱。
【关键词】：稻田土壤 猪粪 抗生素 抗性基因 长期定位实验
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53;S859.796
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 缩略表10-13
• 1 绪论13-21
• 1.1 抗生素概况13-16
• 1.1.1 抗生素的农业使用与污染13-14
• 1.1.2 抗生素在农田土壤中的积累与危害14-15
• 1.1.3 抗生素在土壤中的迁移转化15-16
• 1.1.4 抗生素的分析方法16
• 1.2 环境中抗生素抗性基因的研究现状16-18
• 1.2.1 抗生素抗性基因的产生与抗性机制16-17
• 1.2.2 抗生素抗性基因的传播与危害17-18
• 1.2.3 施肥引起抗生素抗性基因污染研究现状18
• 1.3 论文研究目标、内容与技术路线18-21
• 1.3.1 研究目标18-19
• 1.3.2 研究内容19-20
• 1.3.3 技术路线20-21
• 2 实验材料与方法21-31
• 2.1 长期定位试验点信息与样品采集21-23
• 2.2 抗生素的提取测定23-26
• 2.2.1 主要试剂材料及设备24-25
• 2.2.2 土壤及猪粪前处理25
• 2.2.3 LC-MS/MS测定条件25-26
• 2.2.4 质量控制26
• 2.3 抗生素抗性基因的提取测定26-29
• 2.3.1 主要试剂材料及设备26-27
• 2.3.2 DNA提取27
• 2.3.3 普通PCR反应程序27-28
• 2.3.4 标准曲线28-29
• 2.3.5 抗生素抗性基因荧光定量PCR29
• 2.4 重金属测定及土壤常规分析29-30
• 2.4.1 主要试剂材料及设备29-30
• 2.4.2 重金属测定与土壤常规分析30
• 2.5 数据统计与分析30-31
• 3 结果与讨论31-53
• 3.1 不同试验点稻田表层土壤抗生素及其抗性基因污染特征31-36
• 3.1.1 不同试验点对应施用猪粪中抗生素及其抗性基因残留31-32
• 3.1.2 不同试验点稻田表层土壤抗生素污染特征32-33
• 3.1.3 不同试验点稻田表层土壤抗生素抗性基因污染特征33-36
• 3.2 不同猪粪施用量下稻田表层土壤抗生素及其抗性基因污染特征36-43
• 3.2.1 不同猪粪施用量下稻田表层土壤抗生素污染特征36-37
• 3.2.2 不同猪粪施用量下稻田表层土壤抗生素抗性基因污染特征37-39
• 3.2.3 不同猪粪施用量下稻田表层土壤抗生素抗性基因多样性分析39-43
• 3.3 稻田土壤中抗生素及其抗性基因的纵向分布43-47
• 3.3.1 稻田土壤中抗生素的纵向分布43-44
• 3.3.2 稻田土壤中抗生素抗性基因的纵向分布44-47
• 3.4 抗生素、ARGs与重金属、土壤性质相关关系47-53
• 3.4.1 不同试验点抗生素抗性基因与抗生素、土壤性质相关关系47-48
• 3.4.2 不同猪粪施用量下稻田表层土壤重金属污染48-50
• 3.4.3 抗生素、ARGs与重金属、土壤性质相关性分析50-53
• 4 结论与展望53-55
• 4.1 结论53-54
• 4.2 展望54-55
• 参考文献55-66
• 作者简历66

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