[口头报告]长江流域中抗生素耐药基因的生物地理分布及风险评估

长江流域中抗生素耐药基因的生物地理分布及风险评估
编号:3063 稿件编号:1957 访问权限:私有 更新:2023-04-12 20:02:52 浏览:205次 口头报告

报告开始:2023年05月06日 16:40 (Asia/Shanghai)

报告时间:10min

所在会议:[5B] 5B、环境科学 » [5B-1] 5B-1 环境科学

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摘要
       抗生素耐药性是全球公共卫生的重大威胁。近年来,自然环境中的抗生素耐药性成为公众关注的热点。河流生态系统是重要的水源地,是生物多样性的重要储存库,具有重要的生态、社会和经济价值。本研究以通天河到入海口全长约6000公里的长江干流为研究对象,六个典型生境(水体游离环境、水体颗粒附着环境、表层沉积物、底层沉积物、表层岸边土、底层岸边土)为研究介质;通过宏基因组系统性解析长江干流ARGs的生物地理分布、宿主关系及可移动性;阐明影响长江干流ARGs赋存的生物及非生物因素;基于ARGs的可获得性和宿主致病性构建简洁有效的ARGs风险评估框架,并针对长江干流ARGs的风险进行了系统性评估。在长江干流的六个生境中检测到了22类ARGs,共655个ARGs亚型。水体游离环境(518;0.26 copies/16S rRNA gene)和水体颗粒附着环境(555;0.25 copies/16S rRNA gene)中ARGs的数量和丰度均显著多于其他四个生境(P < 0.05)。Beta-内酰胺类耐药基因不仅检出数目占主导(53.6%),而且在不同采样点和不同生境中表现出了多变的ARGs亚型;多重耐药基因检出丰度最高(6.55E-02 copies/16S rRNA gene)。长江干流不同生境/采样点的ARGs表现出了不同的交互模式;同类型生境间的抗生素耐药性的交互程度较高。长江流域各生境的ARGs组成符合距离衰减模型。另外,长江干流各生境的ARGs受到不同环境因素的影响,其中水体游离环境的ARGs受最多环境因素的干扰;城镇化率是影响长江干流ARGs的主要社会经济因素。长江干流ARGs与细菌群落(M2 = 0.560, P = 0.001)、可移动遗传元件(Mobile genetic elements, MGEs)(M2 = 0.560, P = 0.001)间存在显著正相关关系。细菌替换和细菌、MEGs丰富度差异是造成长江干流ARGs出现组成差异的重要潜在因素。宏基因组组装结果显示,ARGs宿主主要为变形菌门——抗生素生产者、具有转化或代谢抗生素能力的细菌。在基因结构上发现了ARGs与MGEs的共现,与ARGs出现共现频率较高的是转座酶基因。风险评级结果显示,在SARG数据库中仅有少部分的ARGs参考序列会表现出健康风险(R1: 2.33%;R2: 23.6%;R3: 11.6%)。本研究识别出的具有健康风险的ARGs与世界卫生组织列为临床高风险的ARGs间存在高度的重合。使用该框架对长江干流的ARGs进行风险评级。结果显示,水体游离环境和水体颗粒附着环境的ARGs表现出了较其他生境高的健康风险。另外,水体颗粒附着环境的ARGs风险可作为指示人为干扰引起的抗生素耐药性污染的关键指标。长江干流人类活动频繁的成都-重庆城市群和长江三角洲城市群应作为ARGs风险评估的重点区域。本研究以长江干流为例拓展了ARGs风险评估的方法和体系,对于流域ARGs的管理和防控具有重要的指导意义。
关键字
抗生素耐药性基因;长江;生境;生物地理分布;风险评估
报告人
姜春霞
中国科学院武汉植物园

稿件作者
姜春霞 中国科学院武汉植物园
杨玉义 中国科学院武汉植物园
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