修饰生物炭对抗生素耐药性基因和微生物群落在肥堆肥中的影响

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 微生物学 微生物学
• 农业科学 农业科学

背景情况:

• 牲畜中的抗生素耐药性基因 (ARG) 构成环境风险.
• 堆肥是一种减少ARG的潜在方法,但它的有效性可以提高.
• 修饰生物炭 (MBC) 被探索作为一种添加剂,以改善堆肥过程.

研究的目的:

• 调查在肥堆肥过程中添加MBC对ARG和微生物群落的影响.
• 评估MBC在减少特定ARG和移动遗传元素 (MGE) 丰度方面的有效性.
• 评估MBC对堆肥质量参数的影响,例如发芽指数和植物毒性.

主要方法:

• 便的堆肥中含有不同度的MBC.
• 使用分子方法量化了12种ARG和MGE的丰度.
• 分析了微生物社区的组成.
• 通过发芽指数和植物毒性测试来评估堆肥质量.

主要成果:

• 添加MBC导致更长的高温堆肥阶段,更高的发芽指数和降低的植物毒性.
• 在MBC治疗组中,某些ARG (tetT, tetO, tetM, tetW, ermB, intI2) 的丰度和总ARG显著下降.
• 2%的MBC添加减少了总ARG的0.67倍,是对照组的0.67倍.
• MBC显著降低了与ARG和MGE相关的Firmicutes和Proteobacteria的主导细菌家族的丰度.
• 大多数ARG与MGE相关,MBC减少了MGE的丰度,从而抑制了水平基因转移 (HGT).

结论:

• 经过修改的生物炭有效地减少了肥堆肥中的ARG和MGE.
• MBC提高了堆肥成熟度,降低了植物毒性,表明土壤质量有所改善.
• 该机制涉及减少携带ARG的微生物种群和抑制水平基因转移,从而减轻抗生素耐药性的传播.