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淮北塌陷区南湖水体典型抗生素抗性基因
赋存特征研究
摘要
抗生素是在微量浓度能够抑制细胞生长的一类化合物。磺胺抗生素是第一种
人工合成的抗生素,被广泛应用畜禽养殖业。磺胺类抗生素的大量使用 (滥用),
诱导环境微生物产生磺胺抗性基因,并成为一种广受关注的新型环境污染物。不
同环境基质中磺胺抗性基因存在较大差异。采煤塌陷形成的湖泊是淮北的特征水
体,本论文调查了淮北杨庄矿采煤塌陷区南湖水体中7种典型磺胺类抗生素(磺
胺、磺胺嘧啶、磺胺噻唑、磺胺吡啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺甲噁唑和磺胺二甲氧
嘧啶)及其抗性基因 (sul1,sul2,sul3 和sulA)和一类整合子整合酶基因 (int1)
的赋存状况,结果如下:
(1)磺胺、磺胺嘧啶、磺胺噻唑、磺胺吡啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺甲噁唑
和磺胺二甲氧嘧啶在淮北南湖水体环境中均被检出。磺胺类抗生素在南湖水体和
底泥样品中的检出频率和浓度因采样点而异。水体样品中,除了磺胺和磺胺二甲
嘧啶没有被检出外,磺胺嘧啶、磺胺噻唑、磺胺吡啶、磺胺甲噁唑和磺胺二甲氧
嘧啶的检出频率分别为30%,10%,30%,90%和70%。相应地,它们在水体中
的平均浓度分别为5.54 ng/L,2.36ng/L,7.87ng/L,28.26ng/L 和20.78ng/L。
在底泥样品中,磺胺甲噁唑的检出频率和检出浓度最高,分别为100%和76.16
ng/L;紧接着是磺胺嘧啶,其检出频率和浓度分别为40%和30.29ng/g,磺胺噻
唑则没有被检出。总体上,底泥样品中磺胺抗生素的检出频率和检出浓度高于水
体样品。
(2)从淮北南湖水体和底泥样品中PCR 扩增到磺胺抗性基因sul1、sul2 和
一类整合子整合酶基因int1,但所有样品中均没有扩增到磺胺抗性基因sul3 和
sulA。Sul1基因在底泥中的检出频率为100%,其在水体样品中的检出率为90%。
Sul2 基因在底泥和水体样品中的检出频率低于sul1 的检出频率,均为80%。类
似于sul1,一类整合酶基因int1在底泥和水体中的检出频率分别为100%和90%。
(3)Sul1、sul2 和int1基因在南湖水体样品中的丰度存在较大差异,分别
5 6 6
为6.25×10 copy/mL、1×10 copy/mL 和1.12×10 copy/mL。同一基因在不同采
样点间也存在较大差异,sul1基因在3 号水体样品中的丰度最高,为1.50×106
copy/mL,而在7 号水样中其丰度则低于检出限。10 号水样中sul2 基因丰度最高,
6 6
为2.78×10 copy/mL;int1基因在8号水样中的丰度最高,为2.26×10 copy/mL,
6
1号水样中int1基因的丰度略低于8号水样,为2.04×10 copy/mL。总体而言,
6
1号水体样品中的基因丰度最高,为5.29×10 copy/mL,其次是10 号水样,总
6 6
丰度为4.75×10 copy/mL,7 号水体样品中的总丰度最低,为1.30×10 copy/mL。
Sul1、sul2 和int1 基因在底泥样品中的丰度存在较大差异,分别为9.34×105
6 6
copy/g、1.14×10 copy/g 和1.3×10 copy/g。Sul1在1号底泥样中的基因丰度最
6
高为3.06×10 copy/g,在3 号底泥样中其丰度则低于检出限。Sul2 基因的平均
丰度高于sul1基因的平均丰度。Sul2 基因丰度最大的是1号底泥样 (2.64×106
copy/g),2 号和10 号底泥样中sul2 的丰度则低于检出限。Int1基因在7 号底泥
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