黄瓜种植土壤细菌四环素耐药性及耐药基因对粪源有机肥施用的响应
随着畜牧养殖业的集约化发展，兽用抗生素开始大量使用，导致动物肠道内耐药菌大量滋生，抗生素抗性基因十分丰富，并随动物粪便排出体外，目前国际学术界已逐渐认识到，抗生素抗性基因是一种广泛存在于自然环境的污染物。畜禽粪便有机肥的农业利用是我国农村畜禽废物处理的主要方式，成为大量耐药细菌及耐药基因向农田土壤传播的重要途径，因此深入研究畜禽粪肥施用对土壤耐药菌及耐药基因多样性及丰度的影响，对于客观评估畜禽粪肥利用的生态风险，建立有效畜禽粪肥无害化处理技术具有重要的科学指导意义。本文主要通过黄瓜小区试验，跟踪分析了不同类型有机肥施用对黄瓜全生育期根际与非根际土壤耐药细菌数量、耐药基因种类与丰度以及可培养耐药细菌多样性的动态变化，主要研究结果如下: (1)比较了不同来源猪粪耐四环素细菌数量与耐药基因的种类，结果表明，散养户猪粪耐四环素低浓度（8 mg·kg-1，定义为普通耐药性）及高浓度（30 mg·kg-1，定义为高耐药性）细菌比例分别为1.8％和0.9％，而养猪场猪粪为11.3％和3.5％，小规模养猪场猪粪耐药细菌比例明显高于散养户猪粪。在检测的15种四环素类抗性基因中，两种猪粪中均检测出了7种核糖体保护蛋白机制四环素类抗性基因(tetM、tetO、tetS、tetT、tetQ、tetB(P)、tetW），同时在散养户及养猪场猪粪中分别未检测出tetK和tetD基因，两种猪粪样品均未检测出tetA基因。 (2)施用商品有机肥(FC、FB)明显增加了黄瓜苗期、盛花期非根际土壤中普通耐药性及高耐药性细菌数量，与对照相比，FB处理对盛花期普通耐药性细菌数、苗期高耐药性细菌数以及FC处理对盛花期普通耐药性和高耐药性细菌数量的影响均达显著水平，但该影响伴随黄瓜生长发育进程呈下降趋势，最终普通耐药性细菌数量回归到对照水平，而FB处理中高耐药性细菌数量在黄瓜收获期仍显著高于对照处理;商品有机肥(FC、FB)施用明显增加了黄瓜盛花期、收获期根际土壤普通耐药性和高耐药性细菌数量，但与对照处理的差异性均未达到显著水平，总体上，商品有机肥的施用对非根际土壤耐药细菌数量的影响贯穿黄瓜全生育期，对非根际土壤中耐药性细菌数量的影响较大。不同水平新鲜猪粪肥的施用明显提高了黄瓜各生育期根际和非根际土壤中耐药菌数量，并且耐药菌数与猪粪施用量呈正相关;与对照相比，PG32处理对黄瓜全生育期非根际土壤普通及高耐药性细菌数量、PG16处理对黄瓜苗期和收获期非根际土壤中高耐药性细菌数量的影响均达显著水平，PG32处理对盛花期根际土壤耐药菌数影响达显著水平;各水平新鲜猪粪肥的施用均明显增加了黄瓜栽培土壤中大肠杆菌和假单胞菌耐药菌百分比，该比例与新鲜猪粪肥施用量呈正相关趋势，并且猪粪施用对根际土壤耐药大肠杆菌比例的影响小于非根际土壤，对耐药假单胞菌比例的影响则相反。 (3)利用PCR技术对施肥后黄瓜种植全生育期土壤tet基因进行了定性检测，结果检出tetB、tetW、tetZ和tetC等4种耐药基因，通过荧光定量PCR检测技术对不同施肥处理黄瓜土壤tetZ和tetC进行了定量分析，结果表明:不同有机肥的施用均使土壤tetZ和tetC拷贝数明显增加，但随着施肥时间的延长，施肥处理对土壤tet Z基因拷贝数量影响总体呈下降趋势;与2种商品有机肥相比，新鲜猪粪肥施用对土壤耐药基因数量及相对丰度的影响更为明显且更持久。 (4)以各采样期黄瓜栽培土壤中可培养高耐药性细菌为材料，对细菌16s rDNA V3特异区进行扩增，并通过变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术，分析不同施肥处理的黄瓜根际和非根际土壤中可培养耐药细菌的多样性，结果表明新鲜猪粪肥的施用明显增加了黄瓜根际和非根际土壤中可培养高耐药性细菌的多样性，相对于其它肥料处理，猪粪施用对土壤耐药菌多样性的影响在黄瓜生育后期更为明显;除FB处理外，相同时期黄瓜根际土壤中可培养耐药细菌种类数均高于非根际土壤。
黄瓜;种植土壤;有机肥;耐药细菌
扬州大学
硕士
农业资源利用
胡健
2014
中文
S642.2;S606.2
76
2016-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）