华北地区畜禽养殖粪便中抗生素抗性基因污染特征及碳/氮相关性研究

摘要

抗生素在畜禽养殖业中的大量使用导致抗生素抗性基因污染（ARGs）日益严重，畜禽粪便和土壤逐步成为抗生素抗性基因重要的储存库，一旦进入环境通过食物链传播，对人类健康带来严重威胁。因此展开畜禽环境中抗生素抗性基因污染水平调查研究，分析抗生素抗性基因诱导影响因素刻不容缓。
　　本实验采取华北地区天津市和河北省不同类型、不同规模的养殖场粪便和土壤样品，对12种四环素类、3种磺胺类、2种大环内酯类和4种喹诺酮类抗性基因进行定性PCR研究，研究结果发现，四大类抗性基因在粪便和土壤中都有检出，其中6种四环素抗性基因（tetH、tetL、tetM、tetO、tetW、tetX）、2种磺胺类抗性基因（sul1、sul2）和2种大环内酯抗性基因（ermB、ermC）的检出频率达到100％，其他的抗生素抗性基因检出频率基本都在80%以上。
　　对检出频率为100%的10种抗生素抗性基因和16s-rDNA进行定量PCR检测，结果发现河北省粪便中抗性基因的相对丰度高于天津市。粪便中大环内酯抗性基因丰度整体最高，浓度基本保持在10-3~10-1之间，磺胺类抗性基因的相对丰度为10-4~10-1，且相对丰度sul2>sul1，而不同抗性机制的四环素抗性基因相对丰度相差明显：编码核糖体保护蛋白基因（RPP）>泵外排蛋白基因>酶修饰基因，变化范围为10-5~10-1。土壤中抗生素抗性基因的浓度要低于粪便中抗性基因污染水平。
　　不同类型的养殖场畜禽粪便中抗生素抗性基因浓度不同。磺胺类抗性基因、大环内酯抗性基因和酶修饰基因tetX浓度对比：鸡粪>猪粪，而RPP基因和泵外排基因则相差不明显。
　　中型和小型养鸡场中抗生素抗性基因浓度相差不大，这可能与鸡场依赖抗生素的程度有关。而不同规模养猪场中三大类抗生素抗性基因的浓度有明显区别，趋势为：中型>小型>大型，说明规模越大的养殖场对抗生素的管理使用制度越健全。
　　鸡粪和猪粪中抗生素抗性基因的浓度与有机碳（OC）的相关性不强，鸡粪中只有sul1与有机碳显著相关（p<0.05）；抗生素抗性基因与有机氮（ON）的相关性较强，sul1，sul2，ermC，tetH和tetO都存在显著相关性（p<0.05），说明抗生素抗性基因受有机氮的含量影响较大；OC/ON与抗生素抗性基因的相关性强于OC和ON，磺胺类和四环素类抗性基因与其都存在显著相关性。

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第一章 绪论

第一节 抗生素抗性基因概述

第二节 抗生素抗性基因的转移和抗性机理

第三节 畜禽养殖环境中抗生素抗性基因的研究进展

第四节 抗生素抗性基因研究方法

第五节 论文研究内容及意义

第二章 畜禽粪便和土壤中ARGs的PCR检测

第一节 样品的采集与保存

第二节 实验材料与试剂

第三节 DNA提取及PCR实验方法

第四节 结果与讨论

第五节 本章小结

第三章 粪便中ARGs与碳、氮含量的相关性分析

第一节 实验材料及方法

第二节 粪便中有机碳（OC）和有机氮（ON）测定结果

第三节 粪便中ARGs与有机碳、有机氮和OC/ON的相关性分析

第四节 本章小结

第四章 结论与展望

第一节 结论

第二节 展望

参考文献

致谢

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