零价铁对污泥厌氧消化过程中四环素抗性基因水平转移的作用影响_杨帆

1零价铁对污泥厌氧消化过程中四环素抗性零价铁对污泥厌氧消化过程中四环素抗性基因水平转移基因水平转移的作用的作用影响影响杨帆，徐雯丽，钱雅洁，刘振鸿，薛罡，高品（东华大学环境科学与工程学院，上海201620）摘要：细菌抗药性问题已成为全球生态环境安全和人体健康领域的一个关注焦点。污水处理剩余污泥是抗生素抗性基因（ARGs）的一个重要储存库和排放源，采用荧光定量PCR方法检测分析了四环素抗性基因（TC-ARGs，包括tetA、tetC、tetG、tetM、tetO、tetW和tetX）及第一类整合子intI1基因丰度在污泥厌氧消化过程中的变化特征，考察了不同投加量零价铁（Fe0）对目标基因的消长影响，初步分析了质粒DNA接合作用对TC-ARGs水平转移的作用影响，并探讨了TC-ARGs与intI1基因之间的相关关系。结果表明，污泥厌氧消化过程对TC-ARGs和intI1基因丰度具有不同程度的削减作用，其中tetX基因丰度降幅可达2.4个数量级。Fe0的加入对TC-ARGs和intI1基因丰度削减不显著，并且随着Fe0投加量的增加，TC-ARGs和intI1基因丰度相比对照组出现逐渐升高的趋势。通过对质粒组DNA所携带的TC-ARGs基因丰度进行检测分析发现，质粒DNA接合作用对TC-ARGs的水平转移具有促进作用。相关性分析结果显示，tetG与intI1基因之间具有显著正相关关系，表明intI1基因在污泥厌氧消化过程中可能对tetG基因的演变过程具有重要影响。关键词：零价铁；四环素抗性基因；污泥厌氧消化；基因水平转移；第一类整合子中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：0250-3301（2018）DOI:10.13227/j.hjkx.201708054EffectofZeroValentIronontheHorizontalGeneTransferofTetracyclineResistanceGenesDuringSludgeAnaerobicDigestionProcessYANGFan,XUWen-li,QIANYa-jie,LIUZhen-hong,XUEGang,GAOPin*(CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,DonghuaUniversity,Shanghai201620,China)Abstract:Theproblemofbacterialresistancehasbecomeahotspotintheareaofglobalecologicalsafetyandhumanhealth.Wastesludgeisanimportantreservoiranddischargesourceforantibioticresistancegenes(ARGs).Inthisstudy,thequantitiesofseventetracyclineresistancegenes(TC-ARGs)includingtetA,tetC,tetG,tetM,tetO,tetWandtetX,aswellasclass1integrons(intI1)geneduringsludgeanaerobicdigestionprocesswerecomprehensivelyquantifiedbyquantitativePCR(qPCR).Effectofdifferentdoseswithzerovalentiron(Fe0)onthedecreaseorincreaseinthequantitiesofTC-ARGsandintI1geneswasinvestigated.Influenceofplasmidconjugationonhorizontalgenetransfer(HGT)ofthetargetTC-ARGswaspreliminarilyanalyzed.ThecorrelationsbetweenthequantitiesofTC-ARGsandintI1genewerediscussed.TheresultsshowedthatthequantitiesofTC-ARGsandintI1genesdecreasedwithdifferentdegreesduringsludgeanaerobicdigestion,inwhichtheabundanceoftetXgenewasreducedby2.4ordersofmagnitude.WhenFe0wasadded,nosignificant收稿日期：2017-08-07；修订日期：2017-10-16基金项目：国家自然科学基金项目（51208086）；上海市自然科学基金项目（17ZR1400