垫料对异位发酵床中四环素抗性基因及Ⅰ类整合子丰度的影响
发布时间：2021-01-27 11:32
【目的】研究垫料对异位发酵床中四环素抗性基因（TC-ARGs）及Ⅰ类整合子（intI1）丰度的影响并进一步探究各基因主要宿主。【方法】采用实时荧光定量PCR技术和16S rRNA微生物测序技术测定了两种不同发酵床垫料（锯末与谷壳混合垫料和单独酒糟垫料）的TC-ARGs（tetA、tetC、tetM、tetO、tetQ、tetW和tetX）丰度及微生物群落结构,并分析了垫料理化性质和微生物群落与TC-ARGs及intI1丰度的关系。【结果】锯末和谷壳发酵床和酒糟发酵床的TC-ARGs和intI1的丰度范围分别为6.96×108～1.51×109和9.07×108～2.29×109 copies/g。其中,tetW、tetM、tetQ和tetX在酒糟发酵床中的丰度总体上高于锯末+谷壳发酵床,而锯末+谷壳发酵床中tetO、tetA、tetC和intI1的丰度更高。另外,研究发现温度、C/N和有效Zn含量可能是造成异位发酵床中TC-ARGs和intI1丰度差异的主要原因,Firmicutes可能是tetW、tetM、tetQ和tetX基因的主要携带菌...
【文章来源】：四川农业大学学报. 2020,38(05)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
异位发酵床中TC-ARGs,int I1和16S r RNA的丰度
不同样点微生物群落结构如图2所示。图2中不同发酵床垫料存在一些共有的细菌类型，但微生物在不同垫料的丰度分布也存在一定的差异。变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）为异位发酵床垫料的优势菌门，总占比平均值为91.7%。锯末+谷壳发酵床中变形菌门（Proteobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）为优势菌群，比例为60.4%～70.5%，厚壁菌门（Firmicutes）为酒糟发酵床垫料的绝对优势菌群，占总细菌丰度的78.3%～89.7%。2.5 理化性质与TC-ARGs及int I1丰度的关系
本研究采用冗余分析（RDA）评价上述理化性质与TC-ARGs及int I1丰度的相关关系（如图3）。图中表示理化性质的箭头长度越长，表明该理化性质的解释度越高，结果表明温度对异位发酵床中TC-ARGs和int I1差异的解释度最高（27.0%），其次是C/N(18.1%）和有效Zn(16.2%）。温度与tet O、tet A和tet C的夹角为钝角，呈负相关，说明提高发酵温度可能是去除tet O、tet A和tet C的有效手段。抗性基因的去除率与微生物的生物活性密切相关[34]，而温度是反映发酵床垫料中微生物活性的重要参数[35]，它能够影响四环素耐药菌的生长从而间接影响TC-ARGs的丰度[36]。孟磊等[37]研究堆肥对鸡粪中抗生素的去除效果时发现升温会增强嗜温菌和嗜热菌的活性从而加速抗生素的降解，抗性基因的选择性压力也因此而减弱；Diehl D.L.等[38]也认为温度是破坏耐药细菌和抗性基因的关键因素。同时，有学者在研究发酵床垫料替代技术时发现发酵床微生物的适宜生活温度为35～50℃[39]，而微生物发酵体系又以细菌活动为主[22]，细菌群落结构的变化会影响抗性基因的种类和丰度[40-45]，本研究中锯末+谷壳发酵床的温度属于上述适宜温度范围，因此锯末+谷壳发酵床的ARGs丰度低于酒糟发酵床。
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁混凝对市政污水中抗生素抗性基因和重金属抗性基因的削减效能[J]. 于雯超,郑利兵,魏源送,王哲晓,张鹤清,黄光华,焦赟仪,吴振军. 环境科学. 2020(02)
[2]异位发酵床技术处理生猪养殖粪污成效分析[J]. 冯晓巍. 福建畜牧兽医. 2019(03)
[3]四环素对污泥蚯蚓粪中微生物种群和抗性基因的影响[J]. 陈景阳,夏慧,黄魁,吴颖. 环境科学. 2019(07)
[4]畜禽粪便厌氧发酵过程抗生素抗性基因归趋及驱动因子分析[J]. 支苏丽,周婧,赵润,杨凤霞,张克强. 农业工程学报. 2019(01)
[5]高温堆肥对猪粪中四环素类抗生素及抗性基因的影响[J]. 勾长龙,王雨琼,张喜庆,娄玉杰,高云航. 环境科学学报. 2017(04)
[6]微生物异位发酵床技术在生猪养殖废弃物处理中的应用研究[J]. 董立婷,朱昌雄,张丽,马金奉,杨翔华,耿兵. 农业资源与环境学报. 2016(06)
[7]重金属协同选择环境细菌抗生素抗性及其机制研究进展[J]. 张佳奇,徐艳,罗义,毛大庆. 农业环境科学学报. 2016(03)
[8]连续施用发酵猪粪对土壤中四环素抗性基因数量的影响[J]. 彭双,王一明,林先贵. 中国环境科学. 2015(04)
[9]畜禽粪便生物处理与土地利用全过程中抗生素和重金属抗性基因的赋存与转归特征研究进展[J]. 张俊亚,魏源送,陈梅雪,佟娟,熊继海,敖子强. 环境科学学报. 2015(04)
[10]高温堆肥对鸡粪中氟喹诺酮类抗生素的去除[J]. 孟磊,杨兵,薛南冬,张石磊,李发生,龚道新,刘寒冰,刘博. 农业环境科学学报. 2015(02)
硕士论文
[1]发酵床不同深度垫料中微生物与温室气体的分布特征[D]. 李婧.南京农业大学 2012
[2]生态养猪发酵床垫料原料替代技术研究[D]. 肖佳华.中国农业科学院 2012
本文编号：3002977
【文章来源】：四川农业大学学报. 2020,38(05)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
异位发酵床中TC-ARGs,int I1和16S r RNA的丰度
不同样点微生物群落结构如图2所示。图2中不同发酵床垫料存在一些共有的细菌类型，但微生物在不同垫料的丰度分布也存在一定的差异。变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）为异位发酵床垫料的优势菌门，总占比平均值为91.7%。锯末+谷壳发酵床中变形菌门（Proteobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）为优势菌群，比例为60.4%～70.5%，厚壁菌门（Firmicutes）为酒糟发酵床垫料的绝对优势菌群，占总细菌丰度的78.3%～89.7%。2.5 理化性质与TC-ARGs及int I1丰度的关系
本研究采用冗余分析（RDA）评价上述理化性质与TC-ARGs及int I1丰度的相关关系（如图3）。图中表示理化性质的箭头长度越长，表明该理化性质的解释度越高，结果表明温度对异位发酵床中TC-ARGs和int I1差异的解释度最高（27.0%），其次是C/N(18.1%）和有效Zn(16.2%）。温度与tet O、tet A和tet C的夹角为钝角，呈负相关，说明提高发酵温度可能是去除tet O、tet A和tet C的有效手段。抗性基因的去除率与微生物的生物活性密切相关[34]，而温度是反映发酵床垫料中微生物活性的重要参数[35]，它能够影响四环素耐药菌的生长从而间接影响TC-ARGs的丰度[36]。孟磊等[37]研究堆肥对鸡粪中抗生素的去除效果时发现升温会增强嗜温菌和嗜热菌的活性从而加速抗生素的降解，抗性基因的选择性压力也因此而减弱；Diehl D.L.等[38]也认为温度是破坏耐药细菌和抗性基因的关键因素。同时，有学者在研究发酵床垫料替代技术时发现发酵床微生物的适宜生活温度为35～50℃[39]，而微生物发酵体系又以细菌活动为主[22]，细菌群落结构的变化会影响抗性基因的种类和丰度[40-45]，本研究中锯末+谷壳发酵床的温度属于上述适宜温度范围，因此锯末+谷壳发酵床的ARGs丰度低于酒糟发酵床。
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁混凝对市政污水中抗生素抗性基因和重金属抗性基因的削减效能[J]. 于雯超,郑利兵,魏源送,王哲晓,张鹤清,黄光华,焦赟仪,吴振军. 环境科学. 2020(02)
[2]异位发酵床技术处理生猪养殖粪污成效分析[J]. 冯晓巍. 福建畜牧兽医. 2019(03)
[3]四环素对污泥蚯蚓粪中微生物种群和抗性基因的影响[J]. 陈景阳,夏慧,黄魁,吴颖. 环境科学. 2019(07)
[4]畜禽粪便厌氧发酵过程抗生素抗性基因归趋及驱动因子分析[J]. 支苏丽,周婧,赵润,杨凤霞,张克强. 农业工程学报. 2019(01)
[5]高温堆肥对猪粪中四环素类抗生素及抗性基因的影响[J]. 勾长龙,王雨琼,张喜庆,娄玉杰,高云航. 环境科学学报. 2017(04)
[6]微生物异位发酵床技术在生猪养殖废弃物处理中的应用研究[J]. 董立婷,朱昌雄,张丽,马金奉,杨翔华,耿兵. 农业资源与环境学报. 2016(06)
[7]重金属协同选择环境细菌抗生素抗性及其机制研究进展[J]. 张佳奇,徐艳,罗义,毛大庆. 农业环境科学学报. 2016(03)
[8]连续施用发酵猪粪对土壤中四环素抗性基因数量的影响[J]. 彭双,王一明,林先贵. 中国环境科学. 2015(04)
[9]畜禽粪便生物处理与土地利用全过程中抗生素和重金属抗性基因的赋存与转归特征研究进展[J]. 张俊亚,魏源送,陈梅雪,佟娟,熊继海,敖子强. 环境科学学报. 2015(04)
[10]高温堆肥对鸡粪中氟喹诺酮类抗生素的去除[J]. 孟磊,杨兵,薛南冬,张石磊,李发生,龚道新,刘寒冰,刘博. 农业环境科学学报. 2015(02)
硕士论文
[1]发酵床不同深度垫料中微生物与温室气体的分布特征[D]. 李婧.南京农业大学 2012
[2]生态养猪发酵床垫料原料替代技术研究[D]. 肖佳华.中国农业科学院 2012
本文编号：3002977
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