來源:中國科學院城市環境研究所網站(2022年5月27日)
抗生素耐藥性的擴散已嚴重危險全球人類的健康。畜禽糞便有機肥的施用正在使得土壤生態系統成為抗生素抗性基因(ARGs)重要的儲存庫和傳播的“熱區”。土壤動物是土壤生態系統的重要組成部分,參與眾多生態過程。多項先前的研究已證明土壤動物腸道中的ARGs是土壤生態系統中抗生素抗性組的重要組成部分。且土壤動物之間構成復雜的食物網,動物微生物組中的ARGs可能通過土壤食物網在土壤生態系統中擴散。土壤動物也可作為雞、鳥類等的食物,從而影響ARGs在整個生態系統中的擴散,最終影響人類健康。但我們對土壤食物網中ARGs的營養級傳遞規律還知之甚少,特別在全球變化背景下(如土地利用方式的改變)。
鑒于以上背景,城市環境研究所朱永官院士研究團隊在全國范圍內選取了六個具有代表性的地點,在每一個地點選擇了二種土地利用類型(農田和森林),共收集了495個土壤動物樣品,涵蓋了主要的土壤動物類型。采用高通量定量PCR的技術研究了土壤食物網中動物ARGs的變化規律。結果表明,所有土壤動物樣品中共檢測到265個ARGs,且土壤動物中ARGs的豐度顯著高于土壤樣品。此外,不同土壤動物類群之間ARGs具有顯著差異。在所有土壤動物類群中發現12個共享且高豐度的ARGs,占總ARGs豐度的17.4%。土壤動物ARGs的豐度與土壤動物在食物網中所處的營養級地位顯著相關。農田土壤動物的ARGs豐度顯著高于森林。這些結果暗示了,在土壤生態系統中,ARGs會通過土壤食物網進行傳遞,且土地利用的變化會進一步影響ARGs在土壤食物網中的傳遞。由于土壤動物是許多大型陸生動物(如鳥類和雞等)的食物,在一體化健康(One Health)背景下,評估土壤污染對人類的危害時,應考慮ARGs隨土壤食物網的傳遞風險。
研究成果以Effects of Trophic Level and Land Use on the Variation of Animal Antibiotic Resistome in the Soil Food Web為題,發表在環境科學領域權威期刊Environmental Science & Technology上,中國科學院城市環境研究所朱冬副研究員為第一作者,朱永官院士為通訊作者。煙臺大學丁晶副教授及中國科學院生態環境研究中心王一飛博士參與了該項工作。該工作得到國家自然科學基金(NO. 42077216, 42090063, and 41991332)的資助。
論文鏈接https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c00710
土地利用方式的改變對土壤食物網中抗性基因傳遞的影響