长期植稻年限序列土壤耐药组演替特征

作者：林辉; 成琪璐; 邹平; 孙万春; 俞巧钢; 叶静; 陈照明; 马军伟^*

来源：农业环境科学学报, 2022, 41(12): 2711-2721.

• 水稻土
• 土壤序列
• 土壤耐药组
• 抗生素抗性基因
• 演替

以杭州湾南岸两个前期已鉴定的跨2 000 a的水稻土序列(上虞：30～2 000 a；慈溪：9～2 000 a)为模型，探究长期植稻下稻田土壤耐药组演替特征，以期拓展对人为水耕土土壤耐药组形成与发展趋势的科学认识。研究采用了高通量荧光定量PCR(HTqPCR)技术，分析了不同土壤深度(耕作层、犁底层、母质层)下水稻土序列中320个耐药基因(ARGs)的检出情况、丰度、多样性及其随植稻年限的变化规律。结果表明：两个水稻土序列共检出289种ARGs，以氨基糖苷类和多重耐药类ARGs最为丰富多样，两个地区共有181种ARGs。主坐标分析(PCoA)结果指出，上虞和慈溪水稻土序列的ARGs组成存在显著差异，部分体现在ARGs亚型数量上。慈溪持有108种在上虞水稻土序列中不存在的ARGs，但85%的慈溪特有ARGs在植稻100 a后消失。因此，随植稻年限增加，不同地区水稻土序列在ARGs亚型数量上的差异缩小，在植稻千年后趋于接近。同时，随着植稻年限增加，水稻土耕作层、犁底层和母质层土壤间的ARGs亚型数量差异缩小。进一步研究发现，杭州湾南岸水稻土序列的ARGs丰富度和多样性随耕作年限的增加整体呈衰减趋势，同时伴随ARGs相对丰度的上升，其中相比耕作层和犁底层，母质层ARGs与植稻年限间的相关性达到了显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)水平。综上，时间驱动了稻田土壤耐药组发展，而植稻年限对母质层中ARGs组成有强烈的塑造作用。在杭州湾南岸，新生稻田土壤(≤50 a)比成熟稻田土壤(≥1 000 a)拥有更为丰富的ARGs亚型但更低的ARGs相对丰度。水稻土序列中细菌丰度与ARGs相对丰度呈显著负相关，进一步暗示成土过程中ARGs演替与微生物间的密切关联。

• 单位
  浙江省农业科学院