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抗生素抗性细菌在粪便、土壤、蔬菜中的分布

任四伟  
【摘要】:抗生素污染和抗性细菌产生引起国内外的高度关注,畜禽养殖过程中的抗生素残留已经成为抗生素污染和抗性细菌传播的重要源和库,本研究选择规模化的养鸡场和养猪场及施加了粪便的土壤及蔬菜进行抗性细菌研究,取得如下创新性结果: 1.抗性细菌和多重抗性细菌在养殖粪便中的分布和丰度。本研究通过对新乡地区8家养猪场和11家养鸡场饲喂抗生素情况的调研,发现头孢氨苄、阿莫西林、卡那霉素、庆大霉素等四种抗生素是该地区被普遍使用的兽药抗生素,并且所有的抗生素都严重超剂量使用。通过五点取样法和微生物培养技术对3家养鸡场和3家养猪场不同养殖时期的粪便进行单一抗生素和多重抗生素抗性细菌的检测,结果表明养鸡场堆置一周的粪便中抗头孢氨苄的细菌比例最高,达到65.90%,对所研究的3种和4种抗生素同时抗性的比例高达8.60%—12.51%和9.73%,明显高于饲喂中药的对照养鸡场样本检测结果(0.02%—2.73%和0.12%)。养猪场堆置一周的粪便中检测到抗头孢氨苄的细菌比例也是最高,达到49.12%上,但养猪场粪便中多重抗生素抗性细菌的比例明显低于养鸡场。同时研究发现,在两种养殖场中,幼龄期粪便中检测到的多重抗性细菌比例明显高于成熟期粪便,这可能与养殖过程中鸡、猪在幼龄期由于防病和促生长等因素而同时大剂量使用多种抗生素有关。 2.抗性细菌和多重抗性细菌在施肥蔬菜中的分布和丰度。对施加过禽畜粪便的芹菜、小白菜、黄瓜的叶子、根、茎、果实等不同器官内生菌进行抗生素抗性研究,结果显示,所有蔬菜中,均未检测到多重抗性内生细菌;单抗性内生细菌在蔬菜中普遍存在,在所研究的蔬菜的不同器官中检测到抗头孢氨苄的内生细菌比例最高,分别为16.9%-86.35%,21.76%-91.32%和0.21%-0.44%,这和粪便样品中抗性比例结果一致,抗卡那霉素的内生菌比例低于粪便样品的比例;在每年施加粪便有机肥和隔年施加粪便有机肥的芹菜的根和茎中,后者的抗性内生菌是前者的1.7—1715倍,表明持续施加饲喂抗生素的有机肥会增加芹菜内生细菌的抗性比例;黄瓜的抗性内生菌数量比其他两种蔬菜小两个数量级;在研究的植物中,根中的细菌总量和抗性内生菌比例高于其他器官。 3.畜禽养殖粪便和土壤中微生物组成和抗性细菌组成分析。利用454焦磷酸高通量测序技术对畜禽粪便中总细菌和抗性细菌组成分析,结果表明,在养鸡场粪便和养猪场粪便中细菌的大类基本一致,主要由Firmicutes,Proteobacteria,Bacteroidetes组成,其中Firmicutes为优势菌群,比例分别为48.05%-53.06%和70.81%;养鸡场粪便中主要的可培养细菌类群为Bacteroidetes,比例为75.37%,单一抗生素抗性类群和多重抗性类群主要是Bacteroidetes,比例分别为62.58%-89.43%和95.29%;养猪场粪便中主要的可培养类群是Firmicutes,比例为64.19%,单抗类群和多重抗生素抗性类群主要是Bacteroidetes,比例为29.62%---49.72%和88.55%;土壤环境样品中Firmicutes,Bacteroidetes,Proteobacteria仍是比例最高的三个门,比例分别为55.93%,30.01%,5.61%;土壤中总的可培养细菌中Proteobacteria占主要优势,单抗性和多重抗性细菌主要集中在Bacteroidetes,其中抗头孢氨苄的细菌样品中Proteobacteria的比例最高为49.46%。 4.土壤中抗性细菌的产生与抗生素暴露之间的剂量效应关系研究。实验室模拟实验,研究了土壤中抗生素暴露剂量与抗生素抗性细菌产生之间的剂量效应关系,结果表明,抗卡那霉素和抗阿莫西林的细菌比例在不同的时间有所不同,抗生素暴露剂量和抗性细菌比例为出现明显的相关性;抗头孢氨苄的细菌比例在第5天就出现高峰,随着时间的推移在逐渐减小而且抗生素暴露剂量与抗性细菌比例呈正相关;抗庆大霉素的细菌比例一直较低,规律不明显。


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