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《牛粪厌氧消化工艺参数对其抗生素抗性基因丰度和微生

物群落结构的影响》篇一

牛粪厌氧消化工艺参数对抗生素抗性基因丰度和微生物群落

结构的影响

一、引言

近年来，抗生素抗性基因（ARGs）的传播和扩散已成为全球

公共卫生和环境关注的焦点。牛粪作为农业活动的主要废弃物之

一，其处理过程中抗生素抗性基因的传播与微生物群落结构的变

化关系密切。厌氧消化作为一种环保型生物处理技术，在处理牛

粪等有机废弃物方面具有显著优势。然而，不同厌氧消化工艺参

数对抗生素抗性基因丰度和微生物群落结构的影响尚不明确。本

文旨在探讨牛粪厌氧消化过程中不同工艺参数对抗生素抗性基因

丰度和微生物群落结构的影响，为优化厌氧消化工艺提供理论依

据。

二、方法

1.实验材料

选取牛粪作为实验材料，设置不同的厌氧消化工艺参数，包

括温度、pH值、有机负荷率等。

2.实验方法

（1）厌氧消化实验：在不同工艺参数下进行牛粪厌氧消化实

验。

（2）ARGs检测：采用实时荧光定量PCR（qPCR）技术测

定各样本中ARGs的丰度。

（3）微生物群落结构分析：利用高通量测序技术对各样本中

的微生物群落结构进行分析。

三、结果与讨论

1.不同工艺参数对抗生素抗性基因丰度的影响

实验结果显示，在牛粪厌氧消化过程中，不同的工艺参数对

抗生素抗性基因的丰度有显著影响。当温度控制在适宜范围内时，

ARGs的丰度相对较低；而当pH值偏离适宜范围或有机负荷率过

高时，ARGs的丰度会有所增加。这表明适宜的工艺参数有助于

降低ARGs的传播和扩散。

2.不同工艺参数对微生物群落结构的影响

（1）温度对微生物群落结构的影响：在适宜的温度范围内，

微生物群落的多样性较高，各类菌群保持平衡。当温度过高或过

低时，部分耐热或耐寒菌群得以繁殖，导致微生物群落的平衡被

打破。

（2）pH值对微生物群落结构的影响：pH值的改变会影响微

生物的生长和代谢活动，从而影响微生物群落的结构。在酸性或

碱性环境下，部分菌种受到抑制，导致微生物群落结构发生变化。

（3）有机负荷率对微生物群落结构的影响：有机负荷率的增

加会使得厌氧消化系统中的底物浓度升高，部分菌种得以快速繁

殖，但同时也可能导致其他菌种的生长受到抑制，从而影响微生

物群落的结构。

四、结论

本文通过实验研究了牛粪厌氧消化过程中不同工艺参数对抗

生素抗性基因丰度和微生物群落结构的影响。结果表明，适宜的

工艺参数有助于降低抗生素抗性基因的传播和扩散，同时维持微

生物群落的平衡。因此，在牛粪厌氧消化过程中，应优化工艺参

数，如控制适宜的温度、pH值和有机负荷率等，以降低抗生素抗

性基因的丰度并维持微生物群落的稳定性。这不仅可以提高厌氧

消化的效率，还有助于减少抗生素抗性基因的传播和扩散，保护

环境安全。

五、展望

未来研究可进一步探讨其他因素如添加剂、预处理方式等对

牛粪厌氧消化过程中抗生素抗性基因丰度和微生物群落结构的影

响，以期为优化厌氧消化工艺提供更多理论依据。同时，还需关

注抗生素抗性基因在环境中的传播途径和机制，以及其对生态环

境和人类健康的影响，为制定有效的防控策略提供支持。