抗生素被廣泛應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)中以防病治病、提高飼料利用率和促進動物生長。我國是養(yǎng)殖大國，養(yǎng)殖廢棄物的產(chǎn)量非常驚人，自2003年以來，我國的年畜禽糞便排放量基本都在30億噸左右。據(jù)世界糧農(nóng)組織統(tǒng)計，截止2011年，全球耕種面積已有13,962,000平方公里。多數(shù)土地耕種時仍使用糞便有機肥。僅我國商品糞便有機肥年產(chǎn)量就達2,200萬噸，農(nóng)家糞肥使用量達152,046萬噸。
在糞便有機肥被廣泛使用的情況下，有機肥對土壤、環(huán)境以及人類健康的影響卻知之甚少；同時，從耐藥發(fā)展的角度看，已有研究僅表明，施加糞便有機肥會造成耐藥基因的豐度增加并且可以在一定時間內(nèi)持留，然而造成這一現(xiàn)象的內(nèi)在原因并沒有得到解釋。認識施加有機肥對全球耐藥發(fā)展的關(guān)鍵是追蹤耐藥基因的宿主細菌的變化趨勢。
因此，中國科學(xué)院微生物研究所馮婕課題組通過高通量測序、微宇宙構(gòu)建、熒光定量PCR及相關(guān)性分析等技術(shù)方法，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致施肥后土壤耐藥基因持留細菌有兩類：一類為厚壁菌門中的梭菌科細菌，另一類為γ變形菌門中的假單胞菌、不動桿菌及甲烷氧化菌。其中維持四環(huán)素類抗生素耐藥基因較高豐度的原因是梭菌科細菌以孢子形態(tài)在土壤中長期存活，而維持氨基糖苷類抗生素、磺胺類抗生素和酰胺醇類抗生素耐藥基因較高豐度的原因是γ變形菌在糞肥營養(yǎng)的刺激下激增。
以上研究結(jié)果首次清晰地描述了兩個不同群落混合后攜帶耐藥基因細菌的變化規(guī)律，更為重要的是，這些攜帶耐藥基因的細菌與病原微生物具有很近的系統(tǒng)進化關(guān)系，有的甚至屬于條件致病菌。這讓人類重新思考糞肥施加對全球耐藥發(fā)展的影響。
這些結(jié)果已于4月27日在Environment Microbiology 發(fā)表（doi: 10.1111/1462-2920.13337），題為A multi-player game: Species of Clostridium, Acinetobacter, and Pseudomonas are responsible for the persistence of antibiotic resistance genes in manure-treated soils。微生物所馮婕課題組的外青Sébastien O. Leclercq和助理研究員王超為該文章的共同第一作者。此研究得到了“973”項目(2015CB554202)的經(jīng)費支持。
耐藥基因相對豐度變化與微生物群落相對豐度變化的相關(guān)性分析結(jié)果
