抗生素耐药在两阶段的部分化/anammox过程中的污泥无氧消化废弃物处理水处理过程中
Yanyan Zhang1, Danyang Zhu1, Shuyan Zhou1
1College of Environmental Science and Engineering, Institute of Carbon Neutrality, State Key Laboratory of Pollution Control and Resources Reuse, Tongji University, Shanghai 200092, China; Shanghai Institute of Pollution Control and Ecological Security, Shanghai 200092, China.
抗生素耐药性基因 (ARG) 在废水中大量存在. 这项研究分析了部分化/亚纳摩克斯 (PN/A) 系统中的ARG分布,在部分化阶段发现了更高的ARG水平,并确定了潜在的基因转移机制.
科学领域:
- 环境微生物学环境微生物学
- 废水处理技术 废水处理技术
- 抗生素耐药性 抗生素耐药性
背景情况:
- 厌氧消化 (AD) 拒绝水是抗生素耐药性基因 (ARG) 的主要来源.
- 了解废水处理过程中的ARG动态至关重要.
- 在全面的部分化/亚纳摩克斯 (PN/A) 系统中对ARG行为的研究有限.
研究的目的:
- 为了研究ARG的分布和特征在一个全尺寸的两阶段PN/A系统.
- 为了比较PN/A和无氧/无氧/有氧 (AAO) 系统之间的ARG配置文件.
- 为了确定ARGs的潜在宿主和水平基因转移 (HGT) 的机制.
主要方法:
- 从全尺度PN/A和AAO系统中采集的污泥样本的元基因组学分析.
- 对ARG的丰富性和多样性的量化.
- 移动遗传元素 (MGE) 和ARG-MGE同时发生的识别和分析.
- 基因组组分组用于识别潜在的ARG宿主生物体.
主要成果:
- 部分化 (PN) 阶段的ARG含量较高 (0.82拷贝/细胞),而非亚纳摩克斯阶段 (0.21-0.26拷贝/细胞).
- 亚纳摩克斯污泥中的移动遗传元素 (MGE) 主要是tnpA,而PN阶段的MGE表现出更大的多样性.
- 多种抗生素耐药性,由同一个结合体上同时发生的ARG表明,在PN阶段最常见.
- 该AAO系统显示,与ARG-MGE同时发生的结合体的患病率最高,这表明HGT潜力增加.
- 包括Nitrosomonas在内的功能性细菌被确定为ARG的潜在宿主.
结论:
- 全面PN/A系统包含显著的ARG,在处理阶段之间有明显的分布模式.
- 跨系统的MGE多样性和ARG-MGE共发生性各不相同,突出了不同的HGT潜力.
- 了解ARG宿主和HGT机制对于减轻废水处理厂的ARG传播至关重要.
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