文章摘要
徐 艳,张 远,郭昌胜,王红梅,王丁明,王 凯,李晓晨,徐 建.石家庄汪洋沟地区抗生素、抗性细菌和抗性基因污染特征[J].农业环境科学学报,2014,33(6):1174-1182.
石家庄汪洋沟地区抗生素、抗性细菌和抗性基因污染特征
Pollution Characteristics of Antibiotics and Antibiotic-Resistant Bacteria and Genes in Wangyanggou River, Shijiazhuang, China
  
DOI:10.11654/jaes.2014.06.018
中文关键词: 汪洋沟  抗生素  抗性细菌  抗性基因  荧光定量PCR
英文关键词: Wangyanggou River  antibiotics  antibiotic-resistant bacteria  antibiotic-resistant genes  real time quantitative polymerase chain reaction(qPCR)
基金项目:
作者单位
徐 艳 山东农业大学水利土木工程学院 山东 泰安 271000中国环境科学研究院 环境基准与风险评估国家重点实验室 北京 100012 
张 远 中国环境科学研究院 环境基准与风险评估国家重点实验室 北京 100012 
郭昌胜 中国环境科学研究院 环境基准与风险评估国家重点实验室 北京 100012 
王红梅 中国环境科学研究院 环境基准与风险评估国家重点实验室 北京 100012 
王丁明 中国环境科学研究院 环境基准与风险评估国家重点实验室 北京 100012 
王 凯 山东农业大学水利土木工程学院 山东 泰安 271000中国环境科学研究院 环境基准与风险评估国家重点实验室 北京 100012 
李晓晨 山东农业大学水利土木工程学院 山东 泰安 271000 
徐 建 中国环境科学研究院 环境基准与风险评估国家重点实验室 北京 100012 
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中文摘要:
      以石家庄汪洋沟地区为研究对象,采用高效液相色谱-质谱法(HPLC-MS)、平板计数、实时荧光定量(qPCR)法分别对地表水、地下水及沉积物样品中的抗生素、抗性细菌和抗性基因进行定量分析。结果表明,汪洋沟地区四环素类抗生素总体含量高于磺胺类抗生素,水体中ρ(∑四环素)为5.81×101~3.87×105 ng·L-1,ρ(∑磺胺)为1.02×101~5.37×103 ng·L-1;沉积物中w(∑四环素)为4.28×101~1.63×105 ng·g-1,w(∑磺胺)为1.18×101~1.68 ×104 ng·g-1;水体中四环素的抗性细菌数量为4.00×101~2.13×104 CFU·mL-1,磺胺抗性细菌数量为6.67×101~7.34×105 CFU·mL-1;水体中抗性细菌含量比沉积物中低3~4个数量级。样品中检出的5种四环素类抗性基因(tetA、tetB、tetE、tetW和tetZ)、2种磺胺类抗性基因(sul1,sul2)及2种整合子基因(int1,int2)的相对表达量较高,其中tetA及sul1为汪洋沟地区的优势抗性基因,相对表达量均高于1.58×10-2。主成分分析结果表明ARGs的含量分布受不同污染源和复杂的水质特征的影响。从tet(B)基因的系统发育分析结果可以看出,水质的变化会导致抗性菌种存在差异。与国内外河流相比,汪洋沟抗生素含量处于较高污染水平,抗性基因污染也较为严重。
英文摘要:
      Extensive uses of antibiotics have promoted development of antibiotic-resistant bacteria and genes in the environment. In this study, high performance liquid chromatography-mass spectrometry(HPLC-MS), plate counting, and real-time quantitative polymerase chain reaction(qPCR) were respectively applied to analyze the level of antibiotics, antibiotic-resistant bacteria and genes in surface water, groundwater and sediment samples from Wangyanggou River. The total concentration of tetracyclines was higher than that of sulfonamides. The concentrations of three tetracyclines(tetracycline, oxytetracycline and chlortetracycline) and six sulfonamides(sulfadiazine, sulfamerazine, sulfadimidine, sulfachinoxaline, sulfamethoxazole and trimethoprim) ranged from 5.81×101 to 3.87×105 ng·L-1 and 1.02×101 to 5.37×103 ng·L-1 in water, and from 4.28×101 to 1.63×105 ng·g-1 and 1.18×101 to 1.68×104 ng·g-1 in sediments, respectively. The number of tetracycline and sulfonamide resistant bacteria in water was 4.00×101 to 2.13×104 CFU·mL-1 and 6.67×101 to 7.34×105 CFU·mL-1, respectively, 3 to 4 orders of magnitude lower than that in sediments. The abundance of five tetracycline resistant genes(tetA, tetB, tetE, tetW and tetZ), two sulfonamide(sul1and sul2) resistant genes and two integron genes(int1, int2) detected was relatively high in all samples. The genes, tetA and sul1, were dominant resistant genes with relative abundance greater than 1.58×10-2 in Wangyanggou River. Principal component analysis indicated that the abundance of antibiotic-resistant genes might be affected by different pollution sources and water quality characteristics. The phylogenetic analysis of tet(B) showed that water quality change resulted in diverse resistant strains. The current results indicate that pollution of antibiotics, antibiotic-resistant genes in Wangyanggou River is more severe than in other rivers.
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