纳米银和典型抗生素对大肠杆菌的联合毒性效应及其抗性关系研究

发布时间：2018-04-09 20:12

本文选题：纳米银　切入点：抗生素　出处：《安徽师范大学》2017年硕士论文

【摘要】：纳米银(Ag NPs)因其抗菌性能高,且不产生细菌耐药性等优点,被广泛的应用于生产和生活等诸多领域,因此不可避免地与其它污染物共同暴露于环境中,对生态环境和经济造成潜在的风险。抗生素在环境中具有“持久-联合-低剂量”暴露的特点,持久性暴露会造成抗生素的环境残留问题,联合暴露会对生物体产生协同、拮抗等联合毒性效应,低剂量暴露会对生物体产生刺激作用。此外,细菌耐药性严重威胁公共健康、经济增长和全球经济稳定,G20峰会已经将抗生素耐药性列举为影响世界的因素之一。而细菌可通过编码在质粒上的抗生素抗性基因(ARGs)的接合转移的方式获得细菌耐药性,且质粒的接合转移水平受到诸多环境因素的影响。目前,关于AgNPs和抗生素对细菌的毒性机制已有较多报道,但是二者混合暴露所引起的联合毒性机制尚不明确,低浓度暴露时可能产生的hormesis效应(低剂量刺激)研究很少,以及是否对质粒的水平转移过程产生影响尚不清楚。基于上述事实,本文以大肠杆菌(E.coli)和枯草芽孢杆菌(B.subtilis)为模式细菌,以AgNPs和环境中广泛存在的典型抗生素为研究对象,分别探讨了AgNPs在LB培养基中的毒性来源;AgNPs和典型抗生素对大肠杆菌的单一/联合毒性效应以及对RP4质粒的接合转移的影响;不同培养体系对hormesis效应的影响。分析了AgNPs和典型抗生素对大肠杆菌毒性机制,并提出了基于氧化应激反应的联合毒性机制。结合分子对接和剂量效应值,运用QSAR模型分析AgNPs和典型抗生素的毒性效应及其抗性相关关系,为生态环境、经济等风险评价和管理提供新思路和新依据。主要研究内容和结论如下:(1)AgNPs在LB培养基中的毒性来源初探分析了不同温度和NaCl浓度下,银离子(AgCl_x~(1-x))在LB培养基中的组成成份和所占比例,并测定了AgNO_3对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的毒性。结果表明,在常温和37℃条件下,不同NaCl浓度的LB培养基中,Ag2-所占比例均是最高。AgNO_3对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的毒性不会随着体系中Cl-浓度的增加而减小,且Ag~+在含Cl~-的培养基中的最大浓度未达到致死剂量,不具有抗菌作用。因此,在含Cl~-培养体系中,AgNO_3或AgNPs的毒性应以Ag2-为主。(2)AgNPs对大肠杆菌的单一生物效应测定了,AgNO_3和AgNPs在LB和MH培养基中对大肠杆菌的单一毒性效应,以及对RP4质粒的接合转移的影响。结果表明,在LB培养基中AgNPs的对大肠杆菌的毒性小于AgNO_3,且抑制率随着浓度的增大而增大。AgNPs和AgNO_3对大肠杆菌的生长的hormesis只发生特定时间和MH培养基中。AgNPs和AgNO_3对RP4质粒的接合转移均有促进作用,且存在峰值。(3)典型抗生素对大肠杆菌的单一生物效应测定了,典型抗生素在LB和MH培养基中对大肠杆菌的单一毒性,以及对RP4质粒的接合转移的影响。结果表明,在LB培养基中典型抗生素对大肠杆菌的抑制率均随着浓度的增大而增大,毒性大小分别为青霉素类四环素类磺胺类。典型抗生素对大肠杆菌的hormesis只发生在特定时间和MH培养基中。典型抗生素对RP4质粒的接合转移具有促进作用,且随着浓度的变化达到峰值,最后对RP4质粒的接合转移具有抑制作用。(4)AgNPs和典型抗生素联合对大肠杆菌的生物效应测定了AgNPs和典型抗生素二元联合时,对大肠杆菌的联合毒性,以及对RP4质粒的接合转移的影响。结果表明,AgNPs和典型抗生素不同联合比例,对大肠杆菌的生长的抑制率均随着混合溶液的浓度增大而增大,且AgNPs在混合溶液中所占比例影响联合毒性效应。在等毒性比联合时,AgNPs和磺胺类联合,毒性效应主要表现为协同作用;和四环素类联合,毒性效应主要表现为相加作用;和青霉素类联合,毒性效应主要表现为拮抗作用。基于氧化应激反应的讨论认为ROS水平是影响联合毒性效应以及接合转移发生的重要因素。AgNPs和典型抗生素联合对RP4质粒的接合转移均有促进作用,且随着浓度的增大先增大后减小。联合毒性和对RP4质粒的接合转移影响无线性相关关系,但是AgNO_3/AgNPs和典型抗生素二元联合的RU和TU线性关系较高,在总体趋势上有一致性,但不显著。
[Abstract]:In this paper , the toxicity of AgNO _ 3 to E . coli and B . subtilis has been studied . The effects of AgNO _ 3 and AgNO _ 3 on E . coli were studied . The results showed that the inhibition rate of AgNO _ 3 and AgNO _ 3 on E . coli increased with the increase of concentration .

【学位授予单位】：安徽师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X171.5

【参考文献】