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畜禽动物在生长过程中,为预防及治疗疾病并催促生长会长期使用大量抗生素和微量重金属,导致畜禽动物的肠道微生物承受了抗生素与重金属的共选择性压力,从而使畜禽动物排出含有大量耐药菌、抗生素抗性基因（ARG,antibiotic resistance gene）和重金属抗性基因HMRG（heavy metal resistance gene）的粪便,如未经处理而直接返田,则易导致耐药菌所携带的抗性基因通过水平转移的方式在环境中传播,将增强环境中的耐药性风险,从而威胁人类和动物的健康。好氧堆肥能有效削减病原微生物和抗生素并钝化重金属。金霉素CTC（chlortetracycline）是我国北方养殖场广泛使用并用量很大的抗生素。目前,关于不同CTC浓度对堆肥过程抗性基因的迁转影响仍缺乏系统研究。本研究重点关注CTC浓度变化对猪粪堆肥过程的影响,分析不同浓度CTC的猪粪堆肥过程中ARG和HMRG的丰度变化规律,探索重要移动元件介导抗性基因的传播机制。论文首先研究了2种不同的低剂量CTC残留下猪粪的堆肥过程,分析其对CTC及其他残留抗生素的削减,解析四环素类、喹诺酮类、磺胺类及大环内酯类ARG丰度在堆肥过程中的变化,并研究CTC对堆肥微生物群落的影响。实验设置CK组（不额外添加CTC）、T1组（10 mg/kg CTC）及T2组（20mg/kg CTC）3种堆体进行研究。结果表明:堆肥腐熟均满足粪便无害化卫生要求（GB 7959-2012）和粪便无害化处理技术规范（GB 36195-2018）。CTC、恩诺沙星、磺胺甲基嘧啶和红霉素在堆肥结束时全部降解。堆肥过程对大多数ARG都能有效削减,削减量在0.26～3.35 logs,而磺胺类ARG（sulⅠ、sulⅡ、sulⅢ）、喹诺酮类ARG（gyr A和par E）、四环素类ARG（tet A和tet M）的绝对含量有所升高。升温期的优势菌为厚壁菌门的Clostridium sensus tricot属、ClostridiumⅪ属和拟杆菌门的Bacteroides属,高温期的优势菌为厚壁菌门的Sporosarcina属,降温期和腐熟期起主要作用的均属为厚壁菌门的ClostridiumⅪ属、Clostridium sensus tricot属和变形菌门的Pseudoxanthomonas属。论文随后考察了不同CTC残留下分别堆肥过程重金属形态的转化及CTC浓度的差异对猪粪堆肥过程HMRG迁转的影响。实验设置CK组（不额外添加CTC）、P1组（20 mg/kg CTC）及P2组（100 mg/kg CTC）3种堆体进行研究,猪粪中重金属Cu和Zn的浓度分别为32.52～42.27 mg/kg和282.39～308.21 mg/kg。研究表明:CK组、P1组和P2组堆肥结束时,生物可利用态Cu降低了14.5～27.1%,生物可利用态Zn降低了12.07～29.47%。堆肥过程能有效削减HMRGs丰度。堆肥过程对Cu抗性基因pco A、pco D和cus A的绝对含量分别削减了1.24～4.1 logs、1.28～2.82 logs和0.43～1.71 logs,对Zn抗性基因znt A削减了0.93～2.82 logs。CTC在堆肥过程的存在提高了抗生素和重金属对抗性细菌的共选择压力,当抗生素浓度高时,猪粪堆肥对抗性基因的总去除能力降低。由皮尔森相关性分析可知,CK组中优势菌Bacteroides属和Escherichia/Shigella属对pco A和pco D的传播起重要作用。低浓度CTC残留堆肥过程中Comamonas属成为携带pco A和pco D的潜在宿主菌,Clostridium sensus tricto属是znt A潜在宿主菌。整合子int I1是cus A潜在的移动元件,表明高浓度CTC可间接促进cus系统介导Cu抗性基因的转移。在前面研究基础上开展不同CTC浓度对堆肥过程抗性迁转机制的研究。实验同样设置低浓度CTC的P1组（20 mg/kg）和高浓度CTC的P2组（100mg/kg）。结果表明:抗生素残留浓度越大,降解所需时间越长,P2组的CTC完全降解相比P1组延迟10天,高浓度的抗生素残留对ARG迁转带来了较大的压力,P1和P2组的非四环素类抗性基因的丰度在堆肥初期显著高于CK组,这说明单一抗生素浓度增加会提升其他ARG的转移。不同浓度CTC残留堆肥过程中ARG发生水平转移的主要元件不同,Ⅰ类整合子对ARG的水平转移起到重要作用,初始100 mg/kg高抗生素残留下,介导ARG水平转移的移动元件发生改变。对Ⅰ类整合子携带的耐药基因分析表明:猪粪和堆肥腐熟样品的Ⅰ类整合子可检出氨基糖苷（aad、aac）、季铵盐化合物（qac）、甲氧苄啶（dfr、dhfr）、β-内酰胺（bla）、氯霉素抗性（cml）等基因盒,其中甲氧苄啶具有CTC抗性,这可能是不同浓度CTC影响粪便堆肥过程抗性基因的转移。高温期的基因盒种类比初期少,说明高温期对Ⅰ类整合子介导的水平转移产生抑制。研究同时发现,好氧堆肥有效削减多种耐药菌,堆肥腐熟时CTC耐药菌、ERY耐药菌、SMZ耐药菌的数量都被削减,只有ENR嗜热耐药菌的数量增加。在筛选的25株可培养耐药菌中发现了多种耐药菌,多重耐药菌的检出率为20%。基于偏最小二乘路径模型研究堆肥环境因子对ARG传播的影响得出,CTC是影响四环素类ARG水平转移的最主要因素,其存在也会通过共选择促进磺胺类ARG、喹诺酮类ARG的水平转移。