土壤环境中四环素抗性基因向病原菌的转移研究

作者：彭双; 宋丹; 王一明^*; 林先贵

来源：生态环境学报, 2023, 32(11): 1978-1987.

DOI：10.16258/j.cnki.1674-5906.2023.11.008

• 抗生素抗性基因
• 沙门氏菌
• 细菌全基因组测序
• 基因转移

抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes,ARGs）已被公认为环境中的新型污染物，水平基因转移是ARGs传播与扩散的主要途径，纯培养体系下ARGs的水平基因转移（Horizontal gene transfer,HGT）已经多有报道，HGT的分子机制也已被充分挖掘。然而，环境中的ARGs在自然条件下是否能够转移到人类致病菌中目前仍然未知。为了探究沙门氏菌是否能够在自然条件下从施肥土壤中获得ARGs并在土壤中长期存活，将含有大量四环素敏感型沙门氏菌的粪肥施入3种土壤，并对土壤进行淹水或不淹水处理，90 d后分离四环素抗性沙门氏菌。结果表明，沙门氏菌未通过HGT获得四环素抗性基因并在土壤中长期存活。从红壤中分离到3株具有四环素抗性的疑似沙门氏菌，经过生理生化和16S测序鉴定确定它们均为产H2S的大肠杆菌，经HT-q PCR检测，它们均携带多种ARGs。对其中携带ARGs种类最多的T2菌株进行全基因组测序与分析，结果表明T2携带了两个长度分别为40.48 kb的IncX1型和93.31kb的IncY型质粒，15个基因岛，与COG数据库比对得到了3 807个注释基因，包含前噬菌体和转座子共197个；经ARDB注释获得34个ARGs，其中包括了2种四环素抗性基因均位于IncY型质粒上。将T2菌体与四环素敏感型E. coli O157:H7菌株共培养，在施加不同浓度梯度四环素的条件下，T2携带的四环素抗性基因没有向O157菌株转移。综上所述，在自然环境中沙门氏菌难以从施肥土壤中获得ARGs并在土壤中长期存活，从土壤环境中分离的抗性大肠杆菌T2所携带的四环素抗性基因也难以在纯培养体系下转移到E. coli O157:H7中。研究结果可为科学评估ARGs在土壤环境中的转移风险提供参考。

• 单位
  中国科学院南京土壤研究所; 土壤与农业可持续发展国家重点实验室; 江苏开放大学