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長(zhǎng)期有機(jī)/無(wú)機(jī)肥配施對(duì)褐土細(xì)菌群落及抗生素抗性基因賦存的影響

2022-11-23 06:06劉志平解文艷楊振興胡雪純馬曉楠周懷平
關(guān)鍵詞:菌門(mén)無(wú)機(jī)抗性

劉志平,解文艷,楊振興,胡雪純,馬曉楠,周懷平

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,省部共建有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(籌),山西 太原 030001)

有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配合施用是目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所推崇的一種施肥方法,既可以改良培肥土壤又可以提高作物產(chǎn)量,這是因?yàn)橛袡C(jī)肥可將大量的有益微生物帶入土壤。作為土壤的重要組成部分,微生物是土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分循環(huán)的主要驅(qū)動(dòng)力,在土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、能量流動(dòng)和土壤有機(jī)質(zhì)形成中具有關(guān)鍵作用[1-4]。細(xì)菌常因?qū)ν寥拉h(huán)境變化反應(yīng)迅速而被作為土壤質(zhì)量的早期生物指標(biāo)[5-6]。細(xì)菌多樣性和群落組成受土壤pH、有機(jī)質(zhì)、土壤水分、礦物質(zhì)等因素影響[7-8],而這些因素又受施肥管理措施的影響。因此,研究細(xì)菌群落及多樣性對(duì)于指導(dǎo)合理施肥具有重大意義。

隨著畜禽養(yǎng)殖的集約化,作為亞治療劑量的食品添加劑,抗生素被廣泛應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)以防治動(dòng)物疾病、促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)及提高飼料利用率。我國(guó)是世界上最大的抗生素生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)之一,統(tǒng)計(jì)表明,2013年中國(guó)的抗生素生產(chǎn)量為2.48×105t,使用量達(dá)1.62×105t,居世界第一,約占世界總量的一半,其中約7.8×104t為人類(lèi)使用,占比48%,其余8.4×104t用于畜禽養(yǎng)殖[9]。大約30%~90%獸用抗生素通過(guò)糞便或尿液以母體化合物或代謝產(chǎn)物的形式排出[10-12]。未經(jīng)充分腐熟的畜禽糞污還田又將抗生素帶入土壤,雖然抗生素可以通過(guò)生物降解和光解等作用進(jìn)行轉(zhuǎn)化,但低濃度抗生素殘留也會(huì)對(duì)微生物群落產(chǎn)生選擇性壓力,誘導(dǎo)產(chǎn)生抗生素抗性基因(Antibiotic Resistence Genes,ARGs),一些ARGs甚至能夠在選擇性壓力消失后持續(xù)存在,使得土壤成為豐富的ARGs儲(chǔ)存庫(kù)[13-15]。土壤中賦存的ARGs可以通過(guò)食物鏈的傳遞對(duì)人體健康造成潛在危害。與其他污染物相比,ARGs分布范圍更廣、傳播速度更快、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)更高,是人類(lèi)面臨的最嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題[16],已被世界衛(wèi)生組織列為21世紀(jì)威脅公共健康的最重大挑戰(zhàn)之一[17]。隨著檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多的ARGs在污水處理廠、動(dòng)物糞便、土壤、河流、飲用水、冰川等不同環(huán)境樣品中被檢測(cè)出來(lái)[18-22]。

研究土壤細(xì)菌及ARGs的方法眾多,其中宏基因組技術(shù)作為一種新興技術(shù)可直接從樣品中提取總DNA構(gòu)建宏基因組文庫(kù)進(jìn)行測(cè)序,進(jìn)而獲得樣品中所包含的全部微生物及其遺傳基因信息[23],有助于全面了解不同環(huán)境中細(xì)菌群落及ARGs的多樣性與豐度變化。在耕地中,檢測(cè)長(zhǎng)期施用有機(jī)肥對(duì)土壤中ARGs賦存特征的影響具有重大意義,可以從食物鏈源頭評(píng)估施用有機(jī)肥對(duì)生態(tài)安全及食品安全的潛在風(fēng)險(xiǎn),但目前此類(lèi)研究尚較為缺乏。本研究以山西壽陽(yáng)長(zhǎng)達(dá)30年的有機(jī)/無(wú)機(jī)肥配施試驗(yàn)為基礎(chǔ),基于宏基因組測(cè)序技術(shù)分析耕層土壤ARGs及細(xì)菌多樣性,旨在研究不同有機(jī)/無(wú)機(jī)肥配施對(duì)褐土中細(xì)菌群落及ARGs賦存特征的影響,為今后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有機(jī)肥的投入量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究中長(zhǎng)期定位試驗(yàn)位于山西省晉中市壽陽(yáng)縣宗艾鎮(zhèn)宗艾村國(guó)家農(nóng)業(yè)環(huán)境壽陽(yáng)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站(37°58′23″N,113°06′38″E),海拔1 130 m,土壤類(lèi)型為褐土,系統(tǒng)分類(lèi)為簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土[24]。該區(qū)域?qū)僦芯暥扰瘻貛О霛駶?rùn)偏旱區(qū)大陸性季風(fēng)氣候區(qū),年均氣溫7.4℃,年均降水量500 mm。試驗(yàn)地初始pH為8.4,有機(jī)質(zhì)23.8 g·kg-1;堿解氮117.69 mg·kg-1;有效磷4.84 mg·kg-1;有效鉀100 mg·kg-1[25]。

該長(zhǎng)期定位試驗(yàn)從1992年開(kāi)始種植春玉米直至2021年,歷時(shí)30 a。試驗(yàn)采用氮(N)、磷(P)、有機(jī)肥(M)三因素四水平正交設(shè)計(jì),另設(shè)有對(duì)照和高量有機(jī)肥區(qū),共18個(gè)處理,各處理3次重復(fù),小區(qū)面積66.7 m2,隨機(jī)排列。玉米品種為‘大豐30’,播種密度為66 000株·hm-2,玉米播種前進(jìn)行旋地和施肥,方式為全部播前基施。本研究依據(jù)腐熟牛糞用量梯度,選擇其中5個(gè)處理,即N0P0M0,N2P1M1,N4P2M2,N3P2M3和N0P0M6,研究長(zhǎng)期施用牛糞對(duì)土壤ARGs及細(xì)菌多樣性的影響,具體施肥量見(jiàn)表1。

表1 不同試驗(yàn)處理施肥量Table 1 Amount of fertilizer applied in different experimental treatments

1.2 樣品采集

于2021年6月在各小區(qū)采用5點(diǎn)“S”取樣法,用土鉆采集0~20 cm的土壤樣品,將同一小區(qū)的5個(gè)樣混合為一個(gè)樣品,去掉明顯的石礫和殘枝敗葉等雜物后將土壤分成兩部分,一部分風(fēng)干用于土壤理化性質(zhì)的檢測(cè),另一部分用無(wú)菌袋裝好,并置于冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行土壤DNA的提取及后續(xù)宏基因組測(cè)序。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 土壤理化性質(zhì)測(cè)定 土壤理化性質(zhì)的測(cè)定方法按照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[26]進(jìn)行。其中,pH采用酸度計(jì)檢測(cè),水土比為2.5∶1;堿解氮(AN)采用比色法檢測(cè);有效鉀(AK)采用1 mol·L-1乙酸銨火焰光度計(jì)檢測(cè);有效磷(AP)采用NaHCO3(pH 8.5、0.05 mol·L-1)浸提法測(cè)定;有機(jī)質(zhì)(OM)采用重鉻酸鉀容量法檢測(cè);全氮(TN)采用凱氏定氮儀檢測(cè);全磷(TP)采用鉬銻抗比色法檢測(cè);全鉀(TK)采用火焰光度法檢測(cè)。

1.3.2 土壤宏基因組測(cè)序 準(zhǔn)確稱(chēng)取0.5 g土樣,采用Fast DNA SPIN DNA提取試劑盒(MP Biomedicals,Santa Ana,CA,United States),按照說(shuō)明書(shū)的方法提取土壤DNA,并用0.7%的瓊脂糖凝膠進(jìn)行電泳,觀察條帶是否清晰、完整,而后用微量紫外分光光度計(jì)NanoDrop ND-1000 (Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA,USA) 測(cè)定DNA的濃度。將合格DNA送至生工生物工程(上海)股份有限公司進(jìn)行宏基因組測(cè)序。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

對(duì)測(cè)序原始數(shù)據(jù)通過(guò)FastQC進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估,并通過(guò)Trimmomatic進(jìn)行過(guò)濾處理[27],得到有效數(shù)據(jù)。使用IDBA_UD對(duì)各樣本有效序列進(jìn)行拼接組裝成長(zhǎng)序列contigs,并對(duì)多個(gè)Kmer的組裝結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)定,選擇最佳Kmer組裝結(jié)果。采用Prodigal對(duì)拼接結(jié)果進(jìn)行ORF預(yù)測(cè),選擇長(zhǎng)度≥100 bp的基因并將其翻譯成氨基酸序列,對(duì)于各樣本的基因預(yù)測(cè)結(jié)果,采用CD-HIT軟件進(jìn)行去冗余,以獲得非冗余的基因集[28]。使用DIAMOND將基因集與ARDB(Antibotic Resistance Genes Database)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì),獲得基因的物種注釋信息和功能注釋信息,并根據(jù)基因集豐度得到功能豐度和物種豐度[29]。利用QIIME計(jì)算Chao1、ACE、Simpson和Shannon指數(shù)。利用MEGAN[30]進(jìn)行細(xì)菌群落分類(lèi)組成和豐度可視化。采用R軟件繪制不同處理ARGs維恩圖,采用主成分分析(Principal component analysis,PCA)法研究不同樣品間ARGs的變化。采用置換多元方差分析(PERMANOVA)[31]評(píng)估各組間ARGs組成差異的顯著性,通過(guò)CANOCO軟件進(jìn)行門(mén)水平細(xì)菌與ARGs的冗余分析(Redundancy analysis,RDA)。

采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行單因素方差分析,檢驗(yàn)土壤理化性質(zhì)、細(xì)菌α-多樣性指數(shù)等的正態(tài)分布和方差同質(zhì)性。采用LSD檢驗(yàn)分析數(shù)據(jù)間的顯著性差異(P<0.05),并進(jìn)行細(xì)菌門(mén)及ARGs與土壤理化性質(zhì)間的皮爾森相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤理化性質(zhì)分析

不同有機(jī)/無(wú)機(jī)肥配施對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響如表2所示,與對(duì)照處理N0P0M0相比,施肥顯著降低了土壤pH值,且隨總施肥量增加呈現(xiàn)顯著降低趨勢(shì)。與此相反,隨施入養(yǎng)分量的增加,土壤OM、TN、TP、AN和AP的含量均呈增加趨勢(shì)(P<0.05)。

2.2 土壤細(xì)菌多樣性分析

2.2.1 細(xì)菌α-多樣性α多樣性指數(shù)反映了細(xì)菌物種的豐富度及均勻度,是鑒定土壤肥力的有效指標(biāo)之一。由表3可見(jiàn),不同有機(jī)/無(wú)機(jī)肥配施處理下,細(xì)菌Chao1指數(shù)在N2P1M1處理和N0P0M6處理中顯著高于N4P2M2處理(P<0.05),ACE指數(shù)在N2P1M1處理中顯著高于N4P2M2處理(P<0.05),Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)在4個(gè)處理中無(wú)顯著差異。

表2 各處理土壤理化性質(zhì)Table 2 Soil physicochemical properties in each treatment

表3 不同處理細(xì)菌α多樣性Table 3 Bacterial α-diversity under different treatments

2.2.2 土壤門(mén)水平細(xì)菌豐度 由圖1可見(jiàn)(見(jiàn) 172頁(yè)),不同處理土壤樣品中門(mén)水平細(xì)菌種類(lèi)相似,相對(duì)豐度前五位的分別為變形菌門(mén)(Proteobacteria,48.6%~59.1%)、酸桿菌門(mén)(Acidobacteria,7.19%~16.4%)、放線菌門(mén)(Actinobacteria,8.61%~15.1%)、芽單胞菌門(mén)(Gemmatimonadetes,5.19%~6.97%)和綠彎菌門(mén)(Chloroflexi,2.53%~4.21%),平均相對(duì)含量占總量的82.6%~85.9%。變形菌門(mén)、放線菌門(mén)和綠彎菌門(mén)的相對(duì)豐度隨著養(yǎng)分投入量的增加呈先升高后降低的趨勢(shì),N3P2M3處理變形菌門(mén)相對(duì)豐度最高且顯著高于其他處理(P<0.05);N4P2M2處理放線菌門(mén)和綠彎菌門(mén)相對(duì)豐度最高,且顯著高于其他處理(P<0.05)。酸桿菌門(mén)的相對(duì)豐度隨牛糞施用量的增加呈下降趨勢(shì),且N0P0M0處理顯著高于N2P1M1處理,但在N4P2M2、N3P2M3和N0P0M6處理中無(wú)顯著差異。芽單胞菌門(mén)的相對(duì)豐度隨牛糞施用量增加呈升高趨勢(shì),且N0P0M6處理顯著高于N0P0M0處理。

圖1 不同處理門(mén)水平細(xì)菌相對(duì)豐度Fig.1 Relative abundance of bacteria at phylum level under different treatments

2.3 土壤抗生素抗性基因分析

2.3.1 抗生素抗性基因Venn圖 由圖2可見(jiàn)(見(jiàn) 172頁(yè)),5個(gè)處理土壤樣品共有256個(gè)共同ARGs亞型,N0P0M0、N2P1M1、N4P2M2、N3P2M3和N0P0M6處理含有的獨(dú)特ARGs亞型個(gè)數(shù)分別為0,0,1,5和3,說(shuō)明高量施用牛糞可增加土壤獨(dú)特ARGs亞型的數(shù)量,且隨著養(yǎng)分投入量的增加呈先增加后降低趨勢(shì),并在N3P2M3處理達(dá)到峰值。

圖2 不同處理抗生素抗性基因Venn圖Fig.2 Venn diagram of antibiotic resistance for different treatments

2.3.2 抗生素抗性基因組成 15個(gè)土壤樣品中檢測(cè)到的ARGs亞型共有318個(gè),共分為12個(gè)種類(lèi)。其中亞型較多的種類(lèi)有大環(huán)內(nèi)酯-林可霉素-鏈陽(yáng)性霉素B類(lèi)(48個(gè))、氨基糖苷類(lèi)(39個(gè))、四環(huán)素類(lèi)(34個(gè))、萬(wàn)古霉素類(lèi)(34個(gè))、多藥類(lèi)(31個(gè))。圖3展示了相對(duì)豐度前30位的ARGs亞型,平均相對(duì)豐度>3%的抗性基因亞型有13種,按照含量高低依次為MacB、BcrA、MexW、MexF、pbp1a、CarA、VanSD、CeoB、VanRE、VanRC、VanRA、tetPB和otrA,其中萬(wàn)古霉素類(lèi)抗性基因居多,MacB基因和BcrA基因在N3P2M3處理中含量最高、在N0P0M0處理中含量最低。

圖3 ARGs相對(duì)豐度Fig.3 Relative abundance of ARGs

2.3.3 主成分分析及置換多元方差分析 將注釋到的ARGs進(jìn)行降維處理,提取主成分進(jìn)行分析。由圖4可知,三個(gè)主成分共解釋了62.71%(PC1:31.97%,PC2:15.86%,PC3:14.88%)的ARGs組成及變化。每個(gè)處理的三個(gè)重復(fù)聚攏在一起,說(shuō)明樣品平行性良好。置換多元方差分析進(jìn)一步顯示(圖5),不同施肥處理中土壤ARGs差異顯著,檢驗(yàn)結(jié)果可信度高(R=0.9926,P=0.001)。

圖4 ARGs主成分分析Fig.4 Principal component analysis of ARGs

圖5 置換多元方差分析Fig.5 Permanova

2.3.4 抗生素抗性基因與門(mén)水平細(xì)菌的冗余分析 為了評(píng)價(jià)ARGs與細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,選擇相對(duì)豐度前十位的ARGs和門(mén)水平細(xì)菌進(jìn)行冗余分析。由圖6(見(jiàn) 172頁(yè))可知,細(xì)菌群落可以解釋89.8%(RDA1:80.7%,RDA2:9.1%)的ARGs變化。變形菌門(mén)與MacB、CarA、BcrA、VanRC、VanRA等之間的夾角均為銳角,表明它們之間呈正相關(guān)關(guān)系;酸桿菌門(mén)(Acidobacteria)與tetPB、MexF、pbp1a等呈正相關(guān)關(guān)系,芽單胞菌門(mén)(Gemmatimonadetes)與MexW、CarA、MacB、BcrA等呈正相關(guān)關(guān)系,表明這些細(xì)菌門(mén)中的某些物種可能是相應(yīng)ARGs的重要宿主菌。綜上所述,ARGs的變化受細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響。

2.3.5 門(mén)水平細(xì)菌及ARGs與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性分析 為了進(jìn)一步揭示細(xì)菌及ARGs與土壤理化性質(zhì)間的關(guān)系,對(duì)排名前十位的細(xì)菌門(mén)和ARGs與8項(xiàng)土壤理化性質(zhì)進(jìn)行皮爾森相關(guān)性分析。如表4所示,除了放線菌門(mén)(Actinobacteria)、MexF和CeoB以外,其余細(xì)菌門(mén)及ARGs與某些理化性質(zhì)均存在顯著相關(guān)性。變形菌門(mén)(Proteobacteria)、擬桿菌門(mén)(Bacteroidetes)、MacB、BcrA、MexW、CarA、VanRA和VanRC除了與土壤pH呈負(fù)相關(guān)外,與其余因子均呈正相關(guān)關(guān)系;與此相反,酸桿菌門(mén)(Acidobacteria)、綠彎菌門(mén)(Chloroflexi)、Bacteria_noname、浮霉菌門(mén)(Planctomycetes)、厚壁菌門(mén)(Firmicutes)、MexF和tetPB除了與土壤pH呈正相關(guān)外,與其余因子均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。土壤OM、TN和AN與門(mén)水平細(xì)菌和ARGs的相關(guān)性呈現(xiàn)相似的規(guī)律;TP和AP與門(mén)水平細(xì)菌和ARGs的相關(guān)性呈現(xiàn)相同的規(guī)律。綜上所述,土壤理化性質(zhì)直接或間接地影響著細(xì)菌群落和ARGs的組成和變異。

3 討 論

3.1 不同有機(jī)/無(wú)機(jī)肥配施對(duì)土壤細(xì)菌多樣性的影響

不同有機(jī)/無(wú)機(jī)肥配施影響了細(xì)菌的α-多樣性,細(xì)菌Chao1指數(shù)和ACE指數(shù)在N2P1M1處理中高于其他處理,分析認(rèn)為該施肥量下土壤環(huán)境(碳源、水分、pH)為細(xì)菌生長(zhǎng)和繁殖提供了良好的條件,更有利于保持細(xì)菌多樣性。土壤養(yǎng)分的可利用性通常與貧營(yíng)養(yǎng)微生物向富營(yíng)養(yǎng)微生物的轉(zhuǎn)化有關(guān)。例如,土壤中較高的養(yǎng)分利用率促進(jìn)了富營(yíng)養(yǎng)微生物的生長(zhǎng)和繁殖,而在營(yíng)養(yǎng)有限的土壤環(huán)境中,生長(zhǎng)緩慢的貧營(yíng)養(yǎng)微生物的數(shù)量會(huì)增加[32-33]。變形菌門(mén)、酸桿菌門(mén)、放線菌門(mén)、芽單胞菌門(mén)和綠彎菌門(mén)是本研究土壤樣品中豐度最高的五大菌門(mén),占細(xì)菌總數(shù)的82%以上,與之前不同系統(tǒng)報(bào)道的結(jié)果一致[34-36]。在這些菌門(mén)中,變形菌門(mén)被認(rèn)為是一種廣泛存在于土壤中的富營(yíng)養(yǎng)微生物,在糞便處理中其豐度相對(duì)較高;酸桿菌門(mén)內(nèi)的大多數(shù)類(lèi)群被認(rèn)為是生長(zhǎng)緩慢的貧營(yíng)養(yǎng)細(xì)菌[32]。本研究中,N3P2M3和N0P0M6處理中變形菌門(mén)的相對(duì)豐度顯著高于N0P0M0處理(P<0.05);與之相反,隨著養(yǎng)分投入量增加,酸桿菌門(mén)豐度呈現(xiàn)下降趨勢(shì),貧營(yíng)養(yǎng)微生物綠彎菌門(mén)的相對(duì)豐度在N0P0M6處理中降到最低。

圖6 抗生素抗性基因與門(mén)水平細(xì)菌的冗余分析Fig.6 Redundancy analysis of ARGs and bacteria at phylum level

3.2 不同有機(jī)/無(wú)機(jī)肥配施對(duì)土壤抗生素抗性基因的影響

隨著養(yǎng)殖業(yè)的集約化及獸用抗生素的廣泛使用,畜禽糞便已經(jīng)成為殘留抗生素的主要儲(chǔ)存庫(kù),其施用到耕地土壤后,會(huì)明顯激發(fā)土壤微生物的抗性及ARGs的豐度[37]。本研究中,PCA和Permanova表明,不同有機(jī)/無(wú)機(jī)肥配施處理ARGs存在顯著差異(P<0.001),分析認(rèn)為施肥通過(guò)改變土壤養(yǎng)分影響了土壤中細(xì)菌的活性,進(jìn)而導(dǎo)致ARGs出現(xiàn)差異。

含量較多的ARGs有大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)、多藥類(lèi)、萬(wàn)古霉素類(lèi)、四環(huán)素類(lèi)、氯霉素類(lèi),這些ARGs普遍存在于畜禽糞便、草魚(yú)腸道、土壤及水體中[38-41],相對(duì)應(yīng)的這幾類(lèi)抗生素也是廣譜性抗生素。其中萬(wàn)古霉素是一種臨床上重要的糖肽類(lèi)抗生素,對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和一些多重耐藥菌具有極好的殺滅效果,被稱(chēng)為人類(lèi)健康的最后一道防線[42-43],但在本長(zhǎng)期定位試驗(yàn)中,萬(wàn)古霉素類(lèi)的抗性基因亞型最多,這不得不引起我們的警惕。

本研究中未施用牛糞的處理N0P0M0中仍然有大量的ARGs,這進(jìn)一步說(shuō)明ARGs的存在具有普遍性[37]。分析其原因認(rèn)為土壤微生物本底中含有ARGs,也有可能是長(zhǎng)年累月施肥中,ARGs通過(guò)水平轉(zhuǎn)移到達(dá)空白土壤[44]。ARGs中的質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子、整合子等可移動(dòng)因子可以通過(guò)接合、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)等方式從一種菌株轉(zhuǎn)移到其他菌種中,從而使后者攜帶相應(yīng)的抗性,并通過(guò)微生物的大量繁殖將ARGs傳遞下去。因此當(dāng)微生物菌群一旦建立對(duì)抗生素的抗性,即便抗生素的選擇壓力消失,這類(lèi)菌群也會(huì)持續(xù)對(duì)此類(lèi)抗生素產(chǎn)生抵抗作用[45]。

4 結(jié) 論

(1)不同有機(jī)/無(wú)機(jī)肥配施處理改變了細(xì)菌及ARGs的多樣性,且不同處理間ARGs差異顯著(P<0.001)。

表4 優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門(mén)及抗生素抗性基因與土壤理化性質(zhì)的皮爾森相關(guān)性分析Table 4 Pearson correlation analysis of dominant phylum-bacteria and ARGs with soil physicochemical properties

(2)不同有機(jī)/無(wú)機(jī)肥配施處理褐土中,5個(gè)主要的細(xì)菌門(mén)依次為變形菌門(mén)、酸桿菌門(mén)、放線菌門(mén)、芽單胞菌門(mén)和綠彎菌門(mén)。

(3)不同有機(jī)/無(wú)機(jī)肥配施處理褐土中,相對(duì)豐度較高的ARGs種類(lèi)為大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)、多藥類(lèi)、萬(wàn)古霉素類(lèi)、四環(huán)素類(lèi)、氯霉素類(lèi);其中相對(duì)豐度最高的ARGs為MacB、BcrA和MexW。

(4)土壤理化性質(zhì)直接或間接地影響著細(xì)菌群落及ARGs的組成和變異,而ARGs的變化受細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響。

ARGs已經(jīng)成為威脅人類(lèi)健康的潛在污染物,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施用畜禽糞污時(shí)應(yīng)充分腐熟并與化肥配合施用,以保障生態(tài)環(huán)境安全。在未來(lái)研究中,探索有機(jī)肥與化肥的合理配比既可以保障糧食安全,又可以合理規(guī)避ARGs帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

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