结合态和游离态胞外抗性基因在城市污水氯和紫外消毒过程中的产生特征

作者：付树森; 王艺; 王肖霖; 王尚杰; 程远; 卞博; 张生博; 袁青彬

来源：中国环境科学, 2021, 1-8.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20210425.011

• 氯消毒
• 紫外消毒
• 胞外抗性基因
• 细菌群落
• 分子生态网络

作为一种新形式抗性基因，胞外抗性基因（eARG）可独立于细胞长期保持活性。污水消毒过程尽管可以有效杀灭耐药细菌，却可能导致胞外抗性基因大量产生，具有严峻而隐蔽的生态健康风险，但尚未受到充分关注。本研究考察了城市污水氯和紫外消毒过程中不同物理形态的胞外抗性基因的产生行为及与及微生物群落的关联特征。结果表明：氯消毒尽管使胞内抗性基因丰度下降，但使结合型胞外抗性基因丰度明显上升（0.7±0.1 log），而游离型胞外抗性基因丰度下降（0.2±0.1 log）。紫外消毒也使胞内抗性基因下降，但使游离型胞外抗性基因显著上升（0.4±0.2 log），而结合型胞外抗性基因丰度下降（0.3±0.1 log）。氯消毒后，结合型胞外DNA（a-eDNA）中变形菌门丰度下降而其他菌门的丰度上升，细菌多样性指数由4.2上升到4.7；而游离型胞外DNA（f-eDNA）中变形菌门上升了6.6%，多样性指数则从3.5降低到2.8。紫外消毒后，a-eDNA中变形菌门丰度下降了36.6%，多样性则上升到4.8，而f-eDNA中细菌丰度变化较小。分子生态网络分析揭示了抗性基因与细菌间广泛的寄存关系，tetA、tetX、sulI和sulII分别与17、15、15和5种菌属间存在共现性，表明抗性基因潜在宿主的变化是导致消毒后胞外抗性基因产生的关键原因。本研究表明氯和紫外消毒不能消除抗性基因风险，而是通过导致不同胞外抗性基因的大量产生，使风险的形式发生变化。

• 单位
  环境科学与工程学院; 南京工业大学