养殖业水土环境抗生素耐药菌分离鉴定及其潜在风险研究

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中国是抗生素产量大国,也是抗生素使用大国。而抗生素在医疗、畜牧业、水产养殖等行业的不合理应用,导致抗生素耐药菌的普遍存在,严重影响人类健康。近年来,对于耐药菌的研究在医学领域已经十分普遍,而对于和人类生活息息相关的养殖业中耐药菌的研究依然匮乏。因此,对养殖业水土环境中耐药菌的数量、种类和耐药情况的研究是十分必要的,并且可以为养殖行业抗生素的使用提出建议。本研究以养殖业水土环境样品作为研究对象,对样品中的细菌总数、耐药菌数量采用平板菌落计数的方法,并进行对比分析;通过PCR和16Sr DNA测序鉴定分离出的耐药菌,并检测其中的条件致病菌对于多粘菌素等10种抗生素的最小抑菌浓度(MICs),通过4种外排泵抑制剂对菌株耐药性的影响,推断菌株是否存在外排泵,探讨抗生素耐药菌株的耐药机制:对研究菌株是否可以将抗性基因水平基因转移至大肠杆菌标准质控菌株(Escherichia coli ATCC 25922DN)进行鉴定;最后对来源于寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.)POL-G4菌株的外排泵基因进行异源表达和抗生素MICs分析。通过本课题的研究发现(1)通过对养殖业水土环境中菌落总数及耐药菌总数的检测发现细菌的数量级在105CFU/m L及以上且含有大量的耐药菌,说明养殖业是耐药菌发展扩大和传播的重要途径,在研究样品中共分离并鉴定了86株耐药菌,包含大量的球菌、杆菌、假单胞菌等;在不同抗生素的筛选压力下,样品中分离的耐药菌明显少于样品细菌总数;分离出的耐药菌部分属于条件致病菌;(2)检测耐药菌对不同抗生素的最小抑菌浓度,发现分离的耐药菌都对3种及以上的抗生素耐药,属于多重耐药菌;且大多数耐药菌对阿米卡星和氨苄青霉素的耐药性较强,对于氟甲砜霉素的耐药性明显小于测试的其他抗生素;(3)本研究初步探讨了抗生素耐药菌作用机制,实验结果证明外排泵抑制剂确实能够降低菌株对某抗生素的耐药性,推断分离出的耐药菌可能存在相关的外排泵;从基因组测序结果来看,全基因组里面包含大量抗生素耐药基因;(4)部分抗生素耐药菌具有潜在的环境风险,某些菌株可以将抗性基因水平转移至E.coli ATCC 25922DN菌株中,例如菌株MER-M202(Pandoraea pnomenusa sp.).通过接合转移实验使原本对抗生素敏感的大肠杆菌具有耐药性,推断在养殖业水土环境中水平基因转移是使抗性基因传播扩散的重要途径;(5)对POL-G4菌株预测的目的基因进行重组载体的构建,成功构建了RS16900、RS17565、RS18690、RS08745、RS06240、RS06780、RS05865重组表达载体。
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