来源:Soil Ecology Letters 发布时间:2024/1/18 13:58:48
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SEL  Research | 施用猪粪的潮土比黑土和红土呈现出更高的抗生素耐药菌风险

论文标题:Distribution of antibiotic resistant bacteria in different soil types following manure application

期刊:Soil Ecology Letters

作者:Tingting Song, Muhammad Fahad Sardar, Xuerong Wang, Binxu Li, Zhuoyi Zhang, Dimei Wu, Changxiong Zhu, Hongna Li

发表时间:15 Jun 2024

DOI:10.1007/s42832-023-0210-6

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猪粪是常用的有机肥,是抗生素耐药菌(ARB)的重要来源。前期研究表明,与黑土和潮土相比,粪肥还田后红土中抗生素抗性基因变化更显著,因此土壤类型对ARB分布的影响机制值得进一步探讨。本研究结果表明,潮土中抗金霉素耐药菌(CRB)的群落组成变化明显大于黑土和红土。金霉素诱导土壤土著微生物(链霉菌、假单胞菌、芽孢杆菌、红球菌和芽孢杆菌)产生耐药性,这种现象在潮土中最为明显。链霉菌与pH、有机质呈极显著正相关。LEfSe分析表明,黑土中的微杆菌科,潮土中的乳酸菌属、未分类芽孢杆菌属,红土中的Dyella、罗尔斯通菌属和芽孢杆菌属是主要的差异菌属。基于上述分析,抗生素耐药菌在施用猪粪的潮土中比黑土和红土的风险更高。综上所述,根据土壤类型采取适当的措施是降低粪肥还田过程中土壤耐药菌风险的重要措施。

目前,大多数的研究均发现肥料的应用能够提高土壤的抗生素耐药菌(ARB)水平,且发现在有抗生素的选择压力下,土壤抗性水平提高的更加明显。然而,不同的土壤具有不同的理化特性和微生物群落,对于ARB群落结构是否会受到土壤类型的影响还缺少研究。

因此,本研究选择中国3种典型的农田土壤(黑土,潮土和红土)为研究对象,设置单独肥料处理、肥料和金霉素复合处理。利用土柱模拟真正的大田环境,进行为期35天的培养,培养结束对0~20 cm土层的土壤进行ARB群落结构的测定。结果表明,在3种土壤的金霉素-肥料处理,Shannon指数均呈现升高的趋势。PcoA分析展示肥料和抗生素对黑土和潮土的抗金霉素耐药菌(CRB)群落组成影响要大于红土。此外,在抗生素的选择压力下,潮土CRB群落组成复杂性要高于黑土和红土,潮土的环境更适宜粪便中CRB(Lysinibacillus)的生长。各个处理中差异物种主要包括Bacillus,Ralstonia,Paenibacillus,Dyella,unclassified_c__Bacilli,Lactobacillus。进一步LEfSe分析表明Microbacteriaceae,Lactobacillus,unclassified_c__Bacilli,Paenibacillus,Dyella,Ralstonia,Bacillus是对组间区别影响最大的CRB菌属。

Spearman分析表明,多种CRB菌属(Ralstonia,DyellaBacillus)主要受总磷和有机质的显著和极显著的负向影响,而ChryseobacteriumStreptomyces分别与pH和有机质显著正相关。综上,在农业生产实践中,除减少肥料中抗生素残留以降低土壤耐药性风险外,根据土壤类型采取适当的措施是降低粪肥还田过程中土壤耐药菌风险的重要措施。

作者及团队介绍

宋婷婷(第一作者),吉林师范大学,讲师,研究领域为抗生素抗性污染归趋与控制。

李红娜(通讯作者),中国农业科学院农业环境与可持续发展所研究员,博士生导师。研究领域为种养良性循环及新污染物治理,主持国家重大科技专项、国家自然科学基金等项目(课题)10余项,累计经费2000余万元。以第一/通讯作者发表论文60余篇,主著/编著作5部。获专利授权10余项,相关技术入选农业农村十大先进技术、农业农村部主推技术,在20余省市示范推广。入选国家高层次人才支持计划、农业农村部农业科研杰出人才、中国科协和北京市科协青年人才托举工程等。荣获中国农学会青年科技奖、中国产学研合作创新成果奖等。兼任中国微生物学会农业专业委员委员、北京微生物学会理事、农业农村部生态农场建设专家指导组成员。任Sustainable Horizons等期刊青年编委。

SEL虚拟专辑文章合集

土壤生物地球化学循环

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8. 生物炭和生物风化矿粉通过碱化土壤增强无机碳固存

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土壤微生物生态学

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13. 水稻根际微生物群落对镉污染土壤原位修复的响应差异

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2. 性激素在水-土或沉积物体系中的吸附-解吸

1. 重金属污染土壤热固化修复再利用生态风险和人体健康风险评价方法体系构建

土壤动物及其生态功能

10. 免耕增加土壤微节肢动物丰度——基于全球尺度数据

9. 新引物可显著提高在土壤线虫群落宏条形码鉴定效果

8. 氮磷添加对大豆农田土壤线虫的影响

7. 低密度聚乙烯微塑料(LDPE)部分缓解重金属镉暴露对蚯蚓的生态毒理效应

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2. 纳米银在土壤动物食物链中积累和转移的潜在风险及对N元素传递的影响

1. 蚯蚓在长期免耕土壤中促进了根系来源碳向土壤大团聚体的累积

期刊简介

Soil Ecology Letters(SEL) 由高等教育出版社与中国科学院城市环境研究所共同主办,SpringerNature海外发行。报道领域包括:土壤生物多样性、土壤互营和食物网、土壤微生物组、土壤—植物相互作用、土壤生物地球化学循环、土壤生物修复和恢复、土壤多功能性、土壤生物对环境变化的响应和适应、土壤生态过程的突破性技术、新理论和模型。栏目包括但不限于:letter to editor, perspective, review, rapid report, research article, commentary, SEL digest。

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