微塑料通过调节污泥和食品废弃物堆肥中的微生物和功能基因动态来加剧抗生素耐药性
Imtiaz Ahmed1, Dong Zhang1, Muhammad Umar Farooq2
1State Key Laboratory of Water Pollution Control and Green Resources Recycling, College of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; Ministry of Education Key Laboratory of Yangtze River Water Environment, Tongji University, Shanghai 200092, China; Shanghai Institute of Pollution Control and Ecological Security, Shanghai 200092, China.
污水污泥堆肥中的微塑料 (MP) 显著增加了抗生素耐药性基因 (ARG) 和移动遗传元素 (MGE). 移动遗传元素,而不是温度,驱动ARG在MP污染的堆肥中传播,造成生态风险.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 微生物学 微生物学
- 环境化学环境化学
背景情况:
- 污水污泥通常含有共污染物,如抗生素耐药性基因 (ARG) 和微塑料 (MP).
- 不同类型的微塑料在堆肥过程中对ARG传播的具体影响尚不清楚.
- 了解ARG在国会议员面前传播的机制驱动因素对于评估环境风险至关重要.
研究的目的:
- 调查聚乙烯 (PE),聚烯 (PP) 和混合MP在污泥堆肥过程中对ARG和移动遗传元素 (MGE) 的影响.
- 阐明MPs在改变微生物社区组成和功能途径方面的作用.
- 为了确定关键的驱动因素和细菌宿主,负责ARG扩散在MP修改的堆肥.
主要方法:
- 用PE,PP和PE+PP微塑料修改的污水污泥进行堆肥实验.
- 使用定量PCR对ARG和MGE进行量化.
- 通过转基因组学分析细菌群体的组成.
- 微生物功能通路的元基因组学分析.
- 冗余分析和网络分析以识别驱动程序和主机.
主要成果:
- 国会议员显著增加了ARG丰富度 (在PE中高达2.06个日志) 和MGE (高达1.3个日志).
- 国会议员改变了细菌群落,偏爱了像Brevibacterium,Microbacterium和Streptomyces这样的属.
- 甲基因组分析显示,MPs调节了微生物功能,包括营养循环和基因转移途径 (例如,VirD4).
- 移动遗传元素被确定为MP修改堆肥中ARG增殖的主要驱动因素,与对照组的温度不同.
- 发现关键的细菌宿主,包括葡萄球菌和乳球菌,携带多个ARG和MGE.
结论:
- 微塑料,即使在低度,可以促进在堆肥系统中传播抗生素耐药性基因.
- 国会议员改变微生物群落,增强横向基因转移,增加ARG的丰富性和传播.
- 移动遗传元素在受MP污染的堆肥中对ARG的扩散起着至关重要的作用,突出了复杂的生态风险.
更多相关视频
05:31Sampling, Sorting, and Characterizing Microplastics in Aquatic Environments with High Suspended Sediment Loads and Large Floating Debris
Published on: July 28, 2018
08:21Forming Micro-and Nano-Plastics from Agricultural Plastic Films for Employment in Fundamental Research Studies
Published on: July 27, 2022
相关概念视频
Gene Regulation in Microbial Communities: Quorum Sensing
Development of Antibiotic Resistance
Antibiotic Selection
Environmental Applications of Microorganisms
Biological Methods for Microbial Control
Biofilms
