大连典型滩涂养殖区沉积物中抗生素协同重金属和环境因素对抗性基因分布的影响

摘要

cqvip:集约化水产养殖区是水环境中抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的重要储存库。为探究养殖区抗生素、重金属和环境因素对ARGs分布的影响,以大连皮口典型滩涂养殖区为研究区域,利用实时定量PCR技术,于2016年3、6、9、11月考察了沉积物中15种ARGs和2种整合子的存在和丰度,以及抗生素、重金属和环境理化特征对ARGs的影响。结果表明:13种ARGs和2种整合子在滩涂养殖区沉积物中普遍存在,其浓度范围的对数[lg(copies/g)]为1.57~5.94,其中qnrA、qnrB、qnrS、sul1、sul2、floR和fexA是检出的优势ARGs;滩涂养殖区沉积物年季的pH、盐度、总氮、总磷、总氨氮和总有机碳含量分别为8.10~8.69、25.1~26.7、8.602~10.580、0.335~0.482、1.659~1.792、16.447~16.666 g/kg,铜、锌、铬、镉、铅和汞浓度范围分别为16.456~23.509、60.141~93.478、1.140~1.740、0.120~0.143、23.274~27.075、0.019~0.037 mg/kg;沉积物中共检出抗生素15种,氟喹诺酮类抗生素(FQs)是检出的最优势类型,其中6种FQs全部检出,检出总浓度范围为4.682~78.368 ng/g;皮尔森相关性分析显示,抗生素对ARGs的存在和分布起到直接或间接筛选作用,重金属Cu和Zn与ARGs的丰度呈极显著正相关(P<0.01),而pH、盐度、Cr和Pb与ARGs呈显著负相关(P<0.05或P<0.01);典范对应分析显示,抗生素协同重金属和环境因素的联合筛选是养殖区沉积物中ARGs存在和分布的关键因素。研究表明,抗生素抗性基因qnrS和sul1可作为示踪滩涂养殖环境中ARGs的污染指示基因。