近年来,随着抗生素的大量使用,其在环境介质中的残留已引起人们广泛关注,关于环境中残留抗生素对生物的影响、抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)在环境介质污染以及ARGs对生物影响的研究逐渐增多。虽然环境中残留的抗生素只有痕量水平,不足以杀死微生物,但长期暴露在此环境中的微生物还是会受到影响,比如耐药细菌的出现。本研究通过对长时间低浓度红霉素持续输入过程中底泥微生物群落结构及抗性基因变化的研究得到了以下结论:(1)长时间低浓度红霉素的持续输入,对微生物群落多样性无明显影响,但会一定程度上影响微生物群落组成。从群落组成上看,底泥微生物群落组成共涉及古生菌一种,细菌60个门类以及未知微生物若干。由于红霉素的持续输入及其在底泥环境中由吸附、降解等行为所造成的浓度变化,各种微生物的丰度也随之变化:少部分微生物呈现先促进后抑制的情况,大部分微生物则表现出先抑制后减缓抑制的情况,还有部分对红霉素极为敏感的菌株,在最初加药的时候其生长就受到明显的抑制直至最后近乎完全被杀灭。(2)长时间受低浓度红霉素污染的底泥中耐红霉素菌存在多样性。用传统方法从底泥中筛选出的3株芽孢杆菌纲耐红霉素菌株,结合各菌株形态学特征及16S r DNA序列分析,初步鉴定为赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus sp.)、土壤芽孢杆菌(Solibacillus silvestris)以及蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus);借助分子生物的方法建立红霉素耐药菌16S克隆文库,发现耐红霉素的细菌类群分三大类群,即:未获培养的细菌、芽孢杆菌纲细菌和梭状芽孢杆菌纲细菌,其中某未获培养的细菌在整个文库中所占比例最大,在可培养的耐药菌的优势类群为芽孢杆菌纲细菌。(3)长时间低浓度红霉素的持续加入对抗性基因存在一定的影响。随着时间的推移和红霉素在底泥中的蓄积,能够抵抗的抗生素种类几乎稳定不变,但每类抗性基因在群落中所占比例会随着低浓度红霉素的持续加入而发生变化:MLSB类抗性基因和多粘菌素类抗性基因所占的比例会上升,其他几类抗生素的抗性基因所占的比例均不同程度的下降。针对每种抗生素的抗性基因而言:磺胺类抗性基因sul1和sul2在受到低浓度红霉素胁迫时,会先应激的去刺激了基因的表达,一段时间适应后,基因的表达量呈现下降趋势;β-内酰胺类抗性基因不会因为长时间低浓度的胁迫而影响其表达量;四环素类抗性基因会因红霉素的加入其表达量受到明显抑制。(4)长时间痕量水平红霉素的持续输入,使得原本对红霉素有一定敏感度的菌株现出了一定的耐药性,这里面即包括致病菌也包括有益菌。在长时间低浓度抗生素的诱导下,一方面,使得致病菌获得耐药性甚至多重耐药性,对疾病的防治加大了难度;另一方面,也使得环境中某些有益菌获得了一定的耐药性,使其可以在环境中更好地发挥其功效。在抗生素污染问题越来越严重的今天,有益耐药菌应用研究,可能是解决抗生素问题的一个有效方案。