抗生素抗性基因在环境中的削减

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抗生素抗性基因在环境中的削减钟鼎生物技术支持

堆肥化处理

堆肥化处理是去除畜禽粪便中抗生素耐药基因的一种有效手段。利用堆肥过程产生的高温,可有效去除耐药微生物和耐药质粒,并降解粪便中残留的抗生素,减少耐药基因的水平转移。影响堆肥化处理的因素主要是粪肥类型的不同和粪肥处理工艺的差异。不同的粪肥类型具有不同的物理化学性质(如总氮、总磷、有机碳、重金属等),其中微生物种类和丰度也不相同。

粪肥处理过程中存在多种调控因素,如堆肥的温度、高温持续时间、pH、含水量、生物量以及供氧量等。在堆肥过程中添加微生物菌剂如嗜热菌剂,可显著提高堆肥的温度,延长高温持续时间,增强耐药基因的去除效果。此外,在堆肥过程中加入能直接杀灭肠道微生物的化学抑制剂(如吲哚、石灰氮、胺类等), 可降低抗生素耐药基因的污染水平。采用热处理工艺降低抗生素压力和厌氧堆肥化工艺来增强耐药基因控制。然而,鉴于土壤特定的理化性质及其微生物多样性,针对土壤中耐药基因和耐药微生物的消减方法尚不成熟,很难大规模应用于环境中。因此,目前仍采用传统的堆肥法,需要进一步探讨新型消减技术。

此外,研究耐药基因消减过程中微生物群落结构、耐药基因的丰度和多样性及可移动元件的变化,可进一步明确基因的垂直转移和水平转移在耐药基因传播中的作用。环境中耐抗生素细菌的增多、细菌耐药性的不断进化和耐药基因的水平转移,使抗生素耐药基因 引发的环境问题不断恶化。为了有效遏制抗生素耐药基因在环境中的传播扩散,当前的关键问题是明确不同环境中耐药基因的来源和分布特征,正确评估微生物机体中耐药机制发生的可能性,以及此种机制下的耐药基因在自然环境中的迁移规律和迁移概率,以尽早采取针对性措施解决日趋严重的细菌耐药问题。

环境中高检出率的耐药基因引物信息
目标基因 耐药机制 PCR引物序列 产物大小
tetM Protection F: ACAGAAAGCTTATTATATAAC
R: TGGCGTGTCTATGATGTTCAC
171
tetO Protection F: ACGGARAGTTTATTGTATACC
R: TGGCGTATCTATAATGTTGAC
171
tetQ Protection F: AGAATCTGCTGTTTGCCAGTG
R: CGGAGTGTCAATGATATTGCA
169
tetW Protection F: GAGAGCCTGCTATATGCCAGC
R: GGGCGTATCCACAATGTTAAC
168
tetG Efflux F: GCAGAGCAGGTCGCTGG
R: CCYGCAAGAGAAGCCAGAAG
134
tetH Efflux F: CAGTGAAAATTCACTGGCAAC
R: ATCCAAAGTGTGGTTGAGAAT
185
tetC Efflux F: GCGGGATATCGTCCATTCCG
R: GCGTAGAGGATCCACAGGACG
207
tet(X) Deactivate F: CAATAATTGGTGGTGGACCC
R: TTCTTACCTTGGACATCCCG
468
sul1 Protection F: CGCACCGGAAACATCGCTGCAC
R: TGAAGTTCCGCCGCAAGGCTCG
163
sul2 Protection F: TCCGGTGGAGGCCGGTATCTGG
R: CGGGAATGCCATCTGCCTTGAG
191
sul3 Protection F: TCCGTTCATTCGTTCACGCC
R: TTACACCAGCGCGAATTGGTGCAG
128
dfrA1 Protection F: AGCATTACCCAACCGAAAGT
R: TGTCAGCAAGATAGCCAGAT
273−292
dfrA7 Protection F: AAATGGCGTAATCGGTAATG
R: GTGAACAGTAGACAAATGAAT
151−170
oqxA Efflux F: CTCGGCGCGATGATGCT
R: CCACTCTTCACGGGAGACGA
392
oqxB Efflux F: TCCTGATCTCCATTAACGCCCA
R: ACCGGAACCCATCTCGATGC
131
qepA Efflux F: CCAGCTCGGCAACTTGATAC
R: ATGCTCGCCTTCCAGAAAA
570
aac(6’)-Ib-cr Deactivate F: TTGCGATGCTCTATGAGTGGCTA
R: CTCGAATGCCTGGCGTGTTT
482
qnrS Protection F: GCAAGTTCATTGAACAGGGT
R: TCTAAACCGTCGAGTTCGGCG
428
aadA1 Deactivate F: ATCTGGCTATCTTGCTGACA
R: TATGACGGGCTGATACTGG
284
aacC2 Deactivate F: ACCCTACGAGGAGACTCTGAATG
R: CCAAGCATCGGCATCTCATA
384
aacC4 Deactivate F: ATGACCTTGCGATGCTCTATG
R: CGAATGCCTGGCGTGTTT
486
aphA3 Deactivate F: TGACTGGGCACAACAGACAA
R: CGGCGATACCGTAAAGCAC
697
arm-A Protection F: ATGGATAAGAATGATGTTGTTAAG
R: TTATTTCTGAAATCCACTAGTAATTA
774
rmt-B Protection F: ATGAACATCAACGATGCCCTC
R: TTATCCATTCTTTTTTATCAAGTATAT
756
blaCTX-M Deactivate F: ATGTGCAGYACCAGTAARGTKATGGC
R: ATCACKCGGRTCGCCNGGRAT
336
blaTEM Deactivate F: TCGGGGAAATGTGCG
R: GGAATAAGGGCGACA
195
blaSHV-1 Deactivate F: TGATTTATCTGCGGGATACG
R: TTAGCGTTGCCAGTGCTCG
100
ermB Protection F: CCGATACCGTTTACGAAATTGG
R: TACTTTGGCGTGTTTCATTGC
190
ermC Protection F: GAAATCGGCTCAGGAAAAGG
R: TAGCAAACCCGTATTCCACG
293