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细菌耐药性的发展已成为抗感染治疗面临的一个严重问题，理解耐药性产生的机制对于控制耐药性的发展具有重要意义。水平转移被认为是环境微生物群落抗性发展的重要机制，其途径主要有三种，接合、转导、以及胞外DNA的转化。其中移动遗传元件在抗性基因的水平转移中起到了关键作用，包括质粒、转座子、整合子等。课题组前期工作发现土霉素生产废水处理系统及受纳水环境中细菌会产生耐药性，甚至多重耐药性，推测水平转移可能是主要的原因。然而，土霉素压力下废水处理系统中抗性细菌大量产生和耐药性转移的机制还不清楚。 本论文利用模拟土霉素生产废水处理系统，考察了高土霉素压力下质粒抗性组的特征，研究了六个土霉素浓度(土霉素:0、0.1、1、5、25、50mg/L)下水处理系统筛选细菌的群落结构和抗性特征，在此基础上系统分析了土霉素压力下气单胞菌四环素抗性相关的转移元件和转移机制，主要取得以下成果: (1)在高浓度土霉素选择压力下（土霉素浓度:25mg/L，OTC-25），污泥可培养菌质粒组中共检测到72种抗性基因，对13类抗生素具有抗性，其中四环素类、氨基糖苷类、磺胺类、β-内酰胺类、氯霉素类和多药抗性等抗性基因在质粒组中富集，表明环境中高浓度土霉素选择压力可能会产生多抗质粒。OTC-25质粒组中发现17个多重耐药性的contigs，而在对照无抗生素压力的质粒组仅检测到9个。质粒pFBAOT6可能是OTC-25质粒组中的优势质粒;携带tet(36)的contig C301682和携带多药抗性操纵子mexCD-oprJ的contig C301632可能存在于未报道的新质粒上。对抗性质粒的宿主分析发现，气单胞菌属可能是这些抗性质粒的重要宿主。 (2)通过筛菌的方法对模拟土霉素废水处理系统中六个阶段的细菌群落结构进行了研究，发现Proteobacteria门类群在长期土霉素暴露下占优势(54.6％)，其中Aeromonas是该门中的优势属。从系统中筛选到的86株Aeromonas对土霉素的耐药性随着土霉素压力的升高而显著增强。tet(E)、tet(31)、tet(C)和tet(A)基因分别在63株、17株、11株和1株Aeromonas菌中检出。tet(E)基因在六个种的Aeromonas中被检出，且携带该基因的菌均显示土霉素抗性，表明在土霉素压力下tet(E)基因被选择并可能发生了水平转移。tet(31)基因仅在A.caviae中检出;tet(C)和tet(A)基因仅在A.media中检出。 (3)在Aeromonas中发现了并定义了三种新的携带tet(E)基因的遗传移动元件，分别命名为Tn6433、pAeca1-a和pAeca2，和一种携带tet(E)基因的噬菌体的整合酶。对86株Aeromonas中携带tet(E)基因的元件进行PCR验证，发现在低和高浓度土霉素选择压力下，Aeromonas菌可能通过噬菌体的位点特异性整合酶的在染色体上的整合作用获得tet(E)基因（34.0％和44.4％），说明以这种方式插入染色体的片段在染色体中很稳定。而高浓度土霉素压力下，质粒pAeca1-a及其变体携带的tet(E)基因的水平转移在该基因的传播中占主导(61.1％)。对高浓度土霉素压力下在质粒pAeca1-a和pAeca2的上的两个转座子与低浓度土霉素压力下在染色体上发现的携带tet(E)基因的转座子Tn6433序列进行分析，发现它们具有相同的基因结构且高度同源，都包含与ISFinder数据库转座子TnAs1的转座酶tnpA和解离酶tnpR基因相似度大于99％的核心转座模块、Ⅰ型整合子、核心的乘客基因和3端另一个Tn3家族的转座子，说明高浓度土霉素压下气单胞菌质粒上的转座子可能从低浓度土霉素压力下Aeromonas染色体上捕获的，并随质粒在细菌间发生了转移。PCR验证的结果表明转座子Tn6433及其变体在高浓度土霉素压力下显著升高，由14.0％上升到75.0％，说明该转座子在tet(E)基因的传播中可能起到了关键作用。 (4)全基因组测序的结果说明tet(31)基因位于A.caviae的染色体上，由ISCR2相关的转座子Tn6432携带，同时PCR方法进一步确认了在其余15株A.caviae上tet(31)基因也由转座子Tn6432携带。Tn6432与另一种新型转座子Tn6431共线位于在不同细菌间具有转移能力的整合接合元件(ICE)ICE-like元件上。序列的比较分析发现，在A.salmonicida、Gallibacterium anatis和Oblitimonas alkaliphila的基因组中也发现了与Tn6432同源的ISCR2-△phzF-tetR(31)-tet(31)-△glmM-sul2基因单元，说明该基因单元可能在不同种属之间发生了转移。 上述成果对深入认识高抗生素压力下水环境中抗性基因的转移机制提供了科学基础。