开发基于抗生素的策略,以有效地丰富废水处理厂的氨氧化古生物

科学领域:

• 环境微生物学环境微生物学
• 污水处理微生物学 污水处理微生物学

背景情况:

• 氨氧化古生物 (AOA) 在循环中起着至关重要的作用.
• 需要有效的方法来隔离和丰富AOA来自复杂的微生物群落,如活性污泥.
• 抗生素可以用于在缩培养过程中选择性抑制竞争性微生物.

研究的目的:

• 研究五种特定抗生素对来自无氧活性污泥的氨氧化古生物 (AOA) 丰富的作用.
• 为了比较AOA隔离的联合与替代抗生素应用策略的疗效.
• 评估抗生素治疗对氨氧化细菌 (AOB) 的丰富性和抗生素耐药性的发展的影响.

主要方法:

• 在不同的应用策略下 (组合与替代) 用五种抗生素 (安皮西林,链杆菌素,碳尼西林,甲胺素,四环素) 培养无氧活性污泥.
• 监测酸盐积累,以评估氨氧化剂的活性.
• 定量PCR (qPCR) 针对amoA基因,以确定AOA和AOB的相对丰度.
• 微生物社区结构的分析,以确定主导的属和评估抗生素耐药性.

主要成果:

• 90天的联合抗生素使用实现了100%的亚酸盐积累和>91%的AOA比例,有效抑制了酸盐氧化细菌 (NOB) 和氨氧化细菌 (AOB).
• 348天的替代抗生素使用对AOA进行了最佳选,显著抑制了AOB (>99.90%的AOB-amoA基因拷贝减少) 并促进了AOA的丰富性 (AOA-amoA/AOB-amoA比率为1453.30).
• 替代抗生素策略消除了细菌的适应,减少了抗生素耐药性的细菌,并导致了Nitrocosmicus占主导地位的社区 (42.35%的丰度).

结论:

• 五种抗生素的替代应用是从活性污泥中长期选和丰富氨氧化古生物 (AOA) 的优越策略.
• 这种方法有效地抑制氨氧化细菌 (AOB),并防止微生物群体中抗生素耐药性的发展.
• 这些发现提供了一个强大的方法来隔离AOA,这对于理解它们在循环和废水处理中的生态作用至关重要.