杨莉莉:三种抗生素和铜单一及复合污染对土壤微生物群落结构和功能的影响论文

杨莉莉:三种抗生素和铜单一及复合污染对土壤微生物群落结构和功能的影响论文

本文主要研究内容

作者杨莉莉(2019)在《三种抗生素和铜单一及复合污染对土壤微生物群落结构和功能的影响》一文中研究指出:随着畜禽养殖行业的发展,中国逐渐成为世界上最大的抗生素生产和使用国。由于抗生素在饲料中的过量使用,及其被畜禽摄入后不能完全被动物体吸收,因此大部分抗生素以原药、代谢物的形式排泄出来。重金属在畜禽的生长发育过程具有重要作用,畜禽饲料中会添加一定量的重金属,但饲料中的重金属往往添加量大于需求量,不能被吸收的重金属会随畜禽粪便排出体外。随畜禽粪便的农用,抗生素和重金属进入土壤并积累产生复合污染。为分析抗生素与重金属单一和复合污染对土壤活性的影响,本研究选用抗生素磺胺二甲嘧啶(sulfadimidine,SM2)、恩诺沙星(enrofloxacin,ENR)、土霉素(oxytetracycline,OTC)和重金属铜(copper,Cu)作为污染物,分别为4水平(ENR、OTC、SM2各4个质量含量:0、0.05、0.20、0.80 mmol?kg-1)和2水平(Cu质量含量为0、1.60 mmol?kg-1),按照摩尔比1:2、1:8、1:32设计实验方案;将土壤微生物作为研究对象,传统手段结合现代分子生物学技术,研究不同实验周期下(7 d、14 d、21 d、28 d)微生物群落结构、功能基因(三种碳循环基因:cbbM、cbbLR、cbblG,四种氮循环基因:apr、narG、nirS、nifH)、抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的变化,评价这三种抗生素及Cu的生态毒理效应,为环境危险评价提供科学依据。具体结果如下:(1)抗生素单一污染时,SM2处理组与CK组相比,cbbM基因在7 d、28 d时含量下降明显,cbbLR基因在0.8SM2(SM2染毒浓度为0.80 mmol?kg-1)处理下,基因含量在实验前期下降,实验后期恢复至CK组水平;抗生素种类对基因含量也有不同影响,如cbbLG基因,ENR单一污染时,其含量在14 d、21 d增加明显,在28 d恢复至CK组水平(除0.2ENR外),OTC单一污染,其含量均高于CK组;ENR、OTC低浓度组(0.05、0.2 mmol?kg-1)对RubisCO酶活性有激活,高浓度组在实验后期会抑制酶活性。在三种抗生素单一污染均发现,ARGs含量是会明显增加的。末端限制性片段长度多态性(terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)实验中,抗生素单一污染对不同长度片段影响较大,不同抗生素对同一片段影响不同,14 d时SM2单一污染组中,随抗生素浓度增加,片段66 bp比例逐渐降低,由65%(0.05SM2)降到47%(0.8SM2),在OTC单一污染组中,随抗生素浓度增加,片段66 bp比例先减少后增加,由73%(0.05OTC)降到45%(0.2OTC)再增到64%(0.8OTC)。(2)Cu单一污染时,大多数浓度处理组Cu对土壤氮、碳循环过程具有促进作用,四种氮循环基因(apr、narG、nirS、nifH)含量均有一定增加,对于RubisCO,除14 d时酶活性降低(抑制率33.33%)外,其余三个时期酶活性均比对照组增强;Cu还对土壤ARGs的含量起到促进作用,表明Cu可能是导致ARG环境中传播的潜在因素。(3)抗生素和Cu复合污染时,SM2和Cu复合污染处理在7 d时,narG基因含量随染毒浓度的增加而降低,14 d时narG基因含量随染毒浓度的增加而增加。不同的基因对复合污染的反应也不尽相同,如ENR与Cu复合污染,在28 d时,0.2ENR+Cu处理组中narG基因含量与CK组相比均有明显降低,而nirS基因含量明显增加。RubisCO活性的实验中,在实验后期,三种抗生素和Cu复合污染均表现为协同作用,对酶活性的激活作用减弱。T-RFLP实验中,复合污染时对某些微生物影响很大,如14 d时片段51 bp在SM2+Cu、OTC+Cu复合污染时,随抗生素浓度增加,含量降低,最低至0。土壤中的重金属与抗生素对ARGs存在复合选择压力,OTC和Cu复合污染时,高浓度组0.8OTC+Cu比0.05OTC+Cu、0.2OTC+Cu对tetM的影响大。

Abstract

sui zhao chu qin yang shi hang ye de fa zhan ,zhong guo zhu jian cheng wei shi jie shang zui da de kang sheng su sheng chan he shi yong guo 。you yu kang sheng su zai si liao zhong de guo liang shi yong ,ji ji bei chu qin she ru hou bu neng wan quan bei dong wu ti xi shou ,yin ci da bu fen kang sheng su yi yuan yao 、dai xie wu de xing shi pai xie chu lai 。chong jin shu zai chu qin de sheng chang fa yo guo cheng ju you chong yao zuo yong ,chu qin si liao zhong hui tian jia yi ding liang de chong jin shu ,dan si liao zhong de chong jin shu wang wang tian jia liang da yu xu qiu liang ,bu neng bei xi shou de chong jin shu hui sui chu qin fen bian pai chu ti wai 。sui chu qin fen bian de nong yong ,kang sheng su he chong jin shu jin ru tu rang bing ji lei chan sheng fu ge wu ran 。wei fen xi kang sheng su yu chong jin shu chan yi he fu ge wu ran dui tu rang huo xing de ying xiang ,ben yan jiu shua yong kang sheng su huang an er jia mi ding (sulfadimidine,SM2)、en nuo sha xing (enrofloxacin,ENR)、tu mei su (oxytetracycline,OTC)he chong jin shu tong (copper,Cu)zuo wei wu ran wu ,fen bie wei 4shui ping (ENR、OTC、SM2ge 4ge zhi liang han liang :0、0.05、0.20、0.80 mmol?kg-1)he 2shui ping (Cuzhi liang han liang wei 0、1.60 mmol?kg-1),an zhao ma er bi 1:2、1:8、1:32she ji shi yan fang an ;jiang tu rang wei sheng wu zuo wei yan jiu dui xiang ,chuan tong shou duan jie ge xian dai fen zi sheng wu xue ji shu ,yan jiu bu tong shi yan zhou ji xia (7 d、14 d、21 d、28 d)wei sheng wu qun la jie gou 、gong neng ji yin (san chong tan xun huan ji yin :cbbM、cbbLR、cbblG,si chong dan xun huan ji yin :apr、narG、nirS、nifH)、kang sheng su kang xing ji yin (antibiotic resistance genes,ARGs)de bian hua ,ping jia zhe san chong kang sheng su ji Cude sheng tai du li xiao ying ,wei huan jing wei xian ping jia di gong ke xue yi ju 。ju ti jie guo ru xia :(1)kang sheng su chan yi wu ran shi ,SM2chu li zu yu CKzu xiang bi ,cbbMji yin zai 7 d、28 dshi han liang xia jiang ming xian ,cbbLRji yin zai 0.8SM2(SM2ran du nong du wei 0.80 mmol?kg-1)chu li xia ,ji yin han liang zai shi yan qian ji xia jiang ,shi yan hou ji hui fu zhi CKzu shui ping ;kang sheng su chong lei dui ji yin han liang ye you bu tong ying xiang ,ru cbbLGji yin ,ENRchan yi wu ran shi ,ji han liang zai 14 d、21 dzeng jia ming xian ,zai 28 dhui fu zhi CKzu shui ping (chu 0.2ENRwai ),OTCchan yi wu ran ,ji han liang jun gao yu CKzu ;ENR、OTCdi nong du zu (0.05、0.2 mmol?kg-1)dui RubisCOmei huo xing you ji huo ,gao nong du zu zai shi yan hou ji hui yi zhi mei huo xing 。zai san chong kang sheng su chan yi wu ran jun fa xian ,ARGshan liang shi hui ming xian zeng jia de 。mo duan xian zhi xing pian duan chang du duo tai xing (terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)shi yan zhong ,kang sheng su chan yi wu ran dui bu tong chang du pian duan ying xiang jiao da ,bu tong kang sheng su dui tong yi pian duan ying xiang bu tong ,14 dshi SM2chan yi wu ran zu zhong ,sui kang sheng su nong du zeng jia ,pian duan 66 bpbi li zhu jian jiang di ,you 65%(0.05SM2)jiang dao 47%(0.8SM2),zai OTCchan yi wu ran zu zhong ,sui kang sheng su nong du zeng jia ,pian duan 66 bpbi li xian jian shao hou zeng jia ,you 73%(0.05OTC)jiang dao 45%(0.2OTC)zai zeng dao 64%(0.8OTC)。(2)Cuchan yi wu ran shi ,da duo shu nong du chu li zu Cudui tu rang dan 、tan xun huan guo cheng ju you cu jin zuo yong ,si chong dan xun huan ji yin (apr、narG、nirS、nifH)han liang jun you yi ding zeng jia ,dui yu RubisCO,chu 14 dshi mei huo xing jiang di (yi zhi lv 33.33%)wai ,ji yu san ge shi ji mei huo xing jun bi dui zhao zu zeng jiang ;Cuhai dui tu rang ARGsde han liang qi dao cu jin zuo yong ,biao ming Cuke neng shi dao zhi ARGhuan jing zhong chuan bo de qian zai yin su 。(3)kang sheng su he Cufu ge wu ran shi ,SM2he Cufu ge wu ran chu li zai 7 dshi ,narGji yin han liang sui ran du nong du de zeng jia er jiang di ,14 dshi narGji yin han liang sui ran du nong du de zeng jia er zeng jia 。bu tong de ji yin dui fu ge wu ran de fan ying ye bu jin xiang tong ,ru ENRyu Cufu ge wu ran ,zai 28 dshi ,0.2ENR+Cuchu li zu zhong narGji yin han liang yu CKzu xiang bi jun you ming xian jiang di ,er nirSji yin han liang ming xian zeng jia 。RubisCOhuo xing de shi yan zhong ,zai shi yan hou ji ,san chong kang sheng su he Cufu ge wu ran jun biao xian wei xie tong zuo yong ,dui mei huo xing de ji huo zuo yong jian ruo 。T-RFLPshi yan zhong ,fu ge wu ran shi dui mou xie wei sheng wu ying xiang hen da ,ru 14 dshi pian duan 51 bpzai SM2+Cu、OTC+Cufu ge wu ran shi ,sui kang sheng su nong du zeng jia ,han liang jiang di ,zui di zhi 0。tu rang zhong de chong jin shu yu kang sheng su dui ARGscun zai fu ge shua ze ya li ,OTChe Cufu ge wu ran shi ,gao nong du zu 0.8OTC+Cubi 0.05OTC+Cu、0.2OTC+Cudui tetMde ying xiang da 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自山东农业大学的杨莉莉,发表于刊物山东农业大学2019-07-05论文,是一篇关于磺胺二甲嘧啶论文,恩诺沙星论文,土霉素论文,复合污染论文,山东农业大学2019-07-05论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自山东农业大学2019-07-05论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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