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.PDF

第 35 卷 第 1 期 农 业 工 程 学 报 Vol.35 No.1 2019 年 1 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jan. 2019 195 农业资源循环利用工程 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 1 2 1 1 1※ 支苏丽 ，周 婧 ，赵 润 ，杨凤霞 ，张克强 （1. 农业部环境保护科研监测所，中国农业科学院，天津 300191 ；2. 东北农业大学资源与环境学院，哈尔滨 150036 ） 摘 要：针对畜禽养殖业抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes, ARGs ）污染问题，该文选取厌氧发酵技术，对比不 同厌氧发酵体系内 ARGs 消长与潜在宿主菌，挖掘不同因子与 ARGs 的相互关系。结果表明，厌氧发酵体系内微生物群 落变化是 ARGs 消长的主要驱动因子，确定 ARGs 的潜在宿主菌是目前研究的难点；抗生素和重金属也是 ARGs 消长的 重要驱动因子，控制抗生素污染和重金属污染可有效减缓 ARGs 污染；可移动遗传元件在 ARGs 水平传播过程中起着重 要作用。综合而言，厌氧发酵体系内各个因子直接或间接影响 ARGs 消长，其中工艺参数是控制整个厌氧发酵体系的先 决因素，在特定工艺参数下，微生物群落与体系物化指标相互影响与制约；微生物通过分子内部可移动遗传元件实现 ARGs 在不同微生物之间的水平传播。综上所述，通过综合协调各类因子实现厌氧发酵体系内 ARGs 消控是今后研究重点。 关键词：抗生素；粪；厌氧发酵；微生物群落；可移动遗传元件；驱动因子 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.01.024 中图分类号： S216.4 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2019)-01-0195-11 支苏丽，周 婧，赵 润，杨凤霞，张克强. 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]. 农业工程 学报，2019，35(1)：195－205. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.01.024 Zhi Suli, Zhou Jing, Zhao Run, Yang Fengxia, Zhang Keqiang. Analysis of antibiotic resistance genes fate and its drivers during anaerobic digestion of animal manure [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(1): 195 －205. (in Chinese with English abstract) doi ： 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.01.024 间相互作用关系，并提出现有的研究问题与今后研究重 0 前 言  点。旨在为读者客观呈现关于 ARGs 在畜禽粪便厌氧发 抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes, ARGs ） 酵过程中消长规律与驱动因子相关方面研究，并指出仍 是一种新型污染物，其产生的主要原因是抗生素大量使 需深入研究的关键点。 用。中国是畜禽养殖大国，据报道，2013 年中国抗生素 1 抗生素抗性基因污染