在世界各地的湖泊、水庫等淡水生態(tài)系統(tǒng)中，抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes, ARGs）和藍(lán)藻水華（cyanobacterial bloom）都因其對人類健康的潛在危害而引起了全球公眾的廣泛關(guān)注。特別是，近半個(gè)世紀(jì)以來在氣候變暖和城市化大背景下，不合理的人類活動(dòng)加劇了ARGs的富集、傳播和擴(kuò)散，極有可能導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)改變和服務(wù)功能損失。湖泊水庫水體中具有豐富多樣的細(xì)菌，其中攜帶有ARGs的細(xì)菌被稱作抗生素抗性菌，水生生態(tài)系統(tǒng)通常被認(rèn)為是環(huán)境中ARGs的一個(gè)重要的源和匯。由于人類經(jīng)常與水直接接觸（例如，游泳）、直接飲用水和食用水產(chǎn)品，所以與其他水環(huán)境相比，人們更容易受到淡水環(huán)境中抗生素抗性菌的感染。湖泊水庫細(xì)菌物種分布通常受到許多生物和非生物因素的影響，例如藍(lán)藻水華、水體分層和細(xì)菌生活方式（自由生和附著生）等。這些因素可以顯著地影響細(xì)菌群落組成的時(shí)空變化，但這些因素（尤其是藍(lán)藻水華）對湖庫浮游細(xì)菌抗生素抗性功能的影響及機(jī)制尚不清楚。
中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所水生態(tài)健康研究組（楊軍團(tuán)隊(duì)）采用高通量熒光定量PCR技術(shù)和高通量測序方法對水庫藍(lán)藻水華期和非水華期、自由生和顆粒附著生細(xì)菌所攜帶的ARGs進(jìn)行了比較研究。結(jié)果表明，該研究共檢出145種ARGs和9種可移動(dòng)遺傳因子，其中具有外排泵抗性機(jī)制的多重耐藥基因最具優(yōu)勢（68.93％），非水華期自由生細(xì)菌的ARGs豐度最高；藍(lán)藻水華期的ARGs種類數(shù)低于非水華期，水華期和非水華期共有的ARGs豐度貢獻(xiàn)分別是99.8%和96.9%；藍(lán)藻水華對自由生細(xì)菌ARGs豐度的抑制作用較大，對附著生細(xì)菌ARGs功能組成的影響較強(qiáng)。在水華發(fā)生和消退過程中，ARGs的分布與3種可移動(dòng)遺傳因子、低豐度稀有細(xì)菌密切相關(guān)；ARGs的群落構(gòu)建還受到隨機(jī)性過程的影響，其中自由生細(xì)菌ARGs群落較附著生細(xì)菌具有更高的隨機(jī)性水平。因此，細(xì)菌的生活方式是能引起ARGs對藍(lán)藻水華差異性響應(yīng)的重要機(jī)制之一。該研究為深入理解ARGs在自然水環(huán)境中的分布特征提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可為湖泊水庫ARGs監(jiān)測、安全評估、生態(tài)管理和風(fēng)險(xiǎn)防控等方面提供參考。
研究成果近日以The antibiotic resistome of free-living and particle-attached bacteria under a reservoir cyanobacterial bloom 為題發(fā)表于環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)領(lǐng)域國際期刊Environment International, 2018, 117:107-115。城市環(huán)境所碩士生郭云艷為第一作者，研究員楊軍為通訊作者。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“全球變化及應(yīng)對”重點(diǎn)專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金、廈門市科技計(jì)劃的資助。
論文鏈接 ?https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412018300886
