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中国海洋大学学报(自然科学版)2025年第03期:溶解性生物炭对水体中转化介导的抗生素抗性基因水平转移的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘一帆;马小涵;刘柳青青;华健;楚沉静;郑浩;罗先香;李锋民;

单位:中国海洋大学近海环境污染控制研究所,海洋环境与生态教育部重点实验室,环境科学与工程学院;中国海洋大学三亚海洋研究院;

摘要:本研究选取热解温度为300~600℃的芦苇(Phragmites australis)和芦竹(Arundo donax)生物炭释放的DBC,探究其对抗性质粒pBR322向大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α转化的影响。结果表明,DBC对pBR322质粒的转化具有低浓度(1 mg·L~(-1))促进、高浓度(10 mg·L~(-1))抑制的规律,且抑制效果随热解温度的上升而增强。DBC能够破坏pBR322质粒的结构,导致eARGs失活。低浓度DBC中的溶解性微生物代谢产物类物质和重金属等物质可诱导受体细菌SOS应答,从而促进其对质粒的摄取。中高浓度(5~10 mg·L~(-1))的DBC能够激活受体菌的应激防御系统,降低细胞膜透性,阻碍了质粒进入感受态。此外,随机森林模型(R~2=0.627 9,均方误差为0.002 67)证实DBC中富里酸类、溶解性微生物代谢产物类物质、pH和重金属在转化过程中起着关键作用。结构方程模型证明DNA复制活性的降低是抑制eARGs转化的主控因子。本研究拓展了水环境中溶解性有机质驱动新污染物ARGs环境归趋的理解,为水环境中基于生物炭的ARGs污染阻控技术的建立提供了科学依据。

关键词:溶解性生物炭;;胞外抗生素抗性基因;;质粒;;水平基因转移;;氧化应激

基金资助:海南省重点研究与发展计划项目(ZDYF2022SHFZ018);; 山东省自然科学基金杰出青年基金(ZR2021JQ13);; 海南省自然科学基金创新研究团队项目(423CXTD384)资助~~