中国科学院研究团队：红霉素发酵菌渣长期施用对土壤耐药基因的累积影响 | Engineering

中国科学院张昱研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2022年8期刊发《红霉素发酵菌渣长期施用对土壤耐药基因的累积影响》一文，指出抗生素发酵生产过程产生的富含有机质的发酵菌渣具有资源化的潜力，但残留的高浓度抗生素限制了其资源化利用。文章调研了一处工业规模的红霉素发酵菌渣（EFR）处理设施，并将一定条件下水热处理后的EFR作为有机肥，设置农业常规剂量和极端高剂量（3750~15 000 kg⋅hm ⁻² ），开展了连续三年的野外大田施用实验。水热处理有效地灭活了微生物，降解了DNA，红霉素的去除率达到约98%。土壤宏基因组测序发现，农业常规剂量施用对土壤耐药基因影响较弱，但极端高剂量施用对土壤耐药基因产生累积影响。文章表明，土壤耐药基因丰度和多样性没有受到单次（第一年）施用的影响，但在第二年和第三年期间逐渐发生变化，大环内酯类耐药基因被选择性富集。土壤细菌群落和可移动遗传元件的变化趋势与耐药基因相似，相关性分析和结构方程模型均表明三年期间红霉素、细菌群落、可移动遗传元件与耐药基因的关联性逐渐增强。被富集的大环内酯类耐药基因以RNA甲基化酶基因erm和外排泵基因mac为主；宏基因组组装与分箱结果表明，水平转移在erm基因的传播中发挥重要作用，mac基因的富集则主要受垂直传播的影响。文章揭示了亚抑制水平红霉素长期暴露对土壤耐药基因产生累积影响的机制，菌渣中抗生素的高效去除和菌渣环境耐药性影响的长期评价对未来菌渣安全处置与资源化利用至关重要。

原文链接：

http://www.engineering.org.cn/ch/10.1016/j.eng.2022.05.011