[特邀报告]酸性矿山废水与土壤微生物重金属抗性组特征

酸性矿山废水与土壤微生物重金属抗性组特征
编号：3043 稿件编号：1418 访问权限：私有 更新：2023-04-20 22:44:57 浏览：194次 特邀报告

报告开始：2023年05月06日 13:30 （Asia/Shanghai）

报告时间：15min

所在会议：[5B] 5B、环境科学 » [5B-1] 5B-1 环境科学

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摘要
不同种类矿物开采活动都能产生极端酸性，富含多种重金属和高浓度SO42-的酸性矿山废水(AMD)。过去AMD生态学研究主要集中在极端生物代谢特征以及处理工艺开发。金属和抗生素共选择理论认为富含多种重金属的环境可能是抗生素抗性基因(ARGs)的一个源。矿山开采活动产生的AMD可能引起ARG环境扩散的风险引起了人们的关注。现有研究多是直接调查受矿山开采影响环境的抗性组特征，而没有比较周围未受矿山开采影响环境的抗性组特征，这限制了对ARG环境扩散风险的理解。此外AMD passive treatment对RGs的去除效果也鲜有报道。采集贵州省某地废弃煤矿山坡上受AMD影响的土壤样品以及周围未受AMD明显影响的土样样品，使用宏基因组技术对照研究AMD对土壤抗性组的影响。从处理系统的不同处理单元收集AMD样品，利用宏基因组结合环境参数测量，研究煤矿AMD的抗性组特性，以及处理系统对抗性基因的处理效果及影响因素。土壤样品发现污染土壤和背景土壤都具有multidrug占主导地位的抗生素抗性组，这可能归因于酸性胁迫。还发现AMD污染降低了土壤中ARGs的相对丰度，但金属抗性基因(MRGs)和移动元件(MGEs)的相对丰度相较于背景土壤有明显增加。代谢相关分析发现微生物群落增强了能量相关代谢，用来对抗酸和重金属胁迫。此外，群落还通过水平基因转移(HGT)交换能量和信息处理相关基因，以适应AMD环境。这些发现为AMD的ARGs环境扩散风险提供了新的见解。发现抗生素抗性组组特征与土壤相似，也是以multidrug-type占主导地位。汞、铁和砷相关抗性基因主导的金属抗性组呈现高度多样化。Passive treatment对ARGs、MRGs和MGEs都具有明显的去除效果。MGEs对MRGs的驱动效应大于ARGs。另外，基因组层面分析找到六个携带多种抗性基因的潜在病原菌。其中一个基因组被发现对两种抗生素和多达12种重金属具有抗性。含有多种抗性基因的潜在病原菌的出现可能会增加ARG在环境中传播的风险。
 
关键字
矿山废水 重金属 抗性组
报告人
郝立凯
中国科学院地球化学研究所

稿件作者
郝立凯 中国科学院地球化学研究所
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