粪源环丙沙星对潮土中氨氧化微生物群落特征的影响

粪源环丙沙星对潮土中氨氧化微生物群落特征的影响

论文摘要

氟喹诺酮类药物(Fluoroquinolones,FQNs)在我国被广泛应用于人体临床和畜禽养殖业的疾病预防,其中环丙沙星、诺氟沙星、氧氟沙星三类约占国内氟喹诺酮类抗生素总产量的98%,且每年生产的氟喹诺酮类抗生素有一半是用于畜禽养殖。我国畜禽养殖较为发达,畜禽粪便的年排放量将已超过40亿吨~([1])。已有研究表明,土壤长期施用畜禽粪便可提高氮素水平,增加氨氧化微生物的数量,提高氨氧化作用强度。土壤中残留的抗生素可抑制土壤氨氧化微生物的生长、繁殖、代谢及活性产生~([2,3,4]),改变氨氧化微生物群落结构和多样性~([6]),进而影响土壤中氮素循环过程~([5])。因此,本研究以环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)作为目标抗生素,借助室内培养试验,采用基因扩增技术、末端限制性多肽分析技术高通量测序对不同来源的环丙沙星(粪源和外源添加CIP)土壤中氨氧化古菌(Ammonia-oxidzing archaeon,AOA)和氨氧化细菌(Ammonia-oxidzing bacteria,AOB)的基因丰度和群落结构进行分析,并进一步探究环境因子与AOA和AOB群落结构之间的相关性,阐明粪肥和抗生素对土壤中AOB和AOA影响机制,以期为科学评价氟喹诺酮类抗生素的环境风险和粪肥安全合理地施用提供理论依据。研究结果表明:各处理中AOA的绝对丰度均显著高于AOB;粪源环丙沙星与外源添加环丙沙星处理均显著降低了土壤中AOA和AOB的绝对丰度。粪源环丙沙星处理改变了土壤中AOA与AOB的不同T-RFs的相对含量。高通量测序进一步发现,培养54天粪源环丙沙星处理明显改变了土壤中AOA和AOB的群落结构多样性。在OTU水平上层级聚类分析的结果表明,粪源环丙沙星处理与其他处理相比,土壤中AOA和AOB群落结构存在显著差异。土壤环境因子与氨氧化微生物群落结构具有一定的相关性。环丙沙星残留对AOA环境中古菌(environrnental samples Archaea)和AOB亚硝化单胞菌属(Nitrosospria)、不可培养的亚硝化单胞菌属(uncultured Nitrosomonas)存在抑制作用,而AOA亚硝化螺菌属(Nitrososphaera)、环境中泉古菌(Environmental samples Crenarchaeota)和AOB部分未分类但具有氨氧化功能的细菌(unclassified Bacteria)对CIP存在一定耐药性。

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文章来源

类型: 国内会议

作者: 常旭卉,贾书刚,王淑平

关键词: 鸭粪,环丙沙星,潮土,氨氧化微生物,土壤理化性质

来源: 2019年中国土壤学会土壤环境专业委员会、土壤化学专业委员会联合学术研讨会 2019-07-21

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,农业基础科学,农艺学

单位: 中国科学院大学资源与环境学院南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室

分类号: S154.3

页码: 26-27

总页数: 2

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