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目的:通过建立模型生态系统,研究低水平氮磷营养盐对氨苄西林(AMP)、头孢唑啉(CFZ)、头孢噻肟(CTX)、庆大霉素(GM)、四环素(TE)、环丙沙星(CIP)和氯霉素(CHL)7种抗生素耐药表型产生的影响,了解大肠杆菌在不同剂量营养盐条件下耐药性的维持和变化;分析得到的多重耐药大肠杆菌与群体感应系统调控相关的6个基因sdiA、lsrR、lsrADB、ftsE、ftsQ和hflX表达水平的相关性。方法:建立模型生态系统,共设4个剂量组和一个空白组,每个剂量设置2个重复,分别添加低水平的磷酸二氢钠(NaH2P04)和硝酸铵(NH4N03)营养盐使TN 和 TP 最终浓度分别为 1.50mg/L,0.15mg/L;2.50mg/L,0.25mg/L;3.50 mg/L,0.35 mg/L;4.50 mg/L,0.45 mg/L。采集第 0 d、1 d、8 d、15 d、22 d、29d、36d、54d、85d模型生态系统的水样并测定TN、TP、CODMn和Chla4个水质指标,同时分离、鉴定和保存相应时间点的大肠杆菌;用微量肉汤稀释法检测分离菌对7种抗生素的敏感性,探讨不同氮磷营养盐浓度对大肠杆菌耐药性的影响。以分离到对AMP和CFZ高水平耐药的大肠杆菌为材料,应用Real-time PCR检测调控QS的6个基因sdiA、lsrR、lsrADB、ftsE、ftsQ和hflX的表达水平。用Pearson相关性分析法分析耐药水平和6个基因的表达水平相关性。结果:(1)添加不同剂量低水平的氮磷营养盐可以引发E.coli的耐药。对AMP和CFZ的耐药最明显,大部分表现为高水平的耐药,且二者变化相似,超低剂量组第15 d和第22 d分离到敏感菌,其它都为高水平耐药菌;低剂量组第1d和第8 d分离到对AMP敏感菌,对CFZ表现为低水平的耐药菌,其余都是高水平耐药菌;中剂量组整个过程都分离到对两种药物表现为高水平的耐药菌;高剂量组第8d和第15 d分离到敏感菌,其它都为高水平耐药菌。不同剂量组分离到少量对CTX的耐药菌,没有明显规律性变化。高剂量组的第8 d和第15 d分离到低水平的耐GM的大肠杆菌,第22 d分离到对TE的高水平耐药菌,没有分离到对CIP和CHL的耐药菌。(2)水质指标TN、TP、CODMn、Chla和大肠杆菌对7种药物耐药水平的相关性系数都比较低,但是TN与大肠杆菌对AMP、CFZ和GM耐药水平的相关系数分别为0.447、0.38和0.388,呈低度的相关性;CODMn与大肠杆菌对AMP、CFZ和CTX的相关系数分别为0.605、0.507和0.566,呈低度的相关性。(3)细菌对AMP和CFZ的耐药水平与基因ftsQ表达水平呈负相关,与另外5个基因表达水平呈正相关。超低剂量组:对AMP的耐药水平和基因lsrR、lsrADB、ftsE和hflX的表达水平呈显著的相关性;对CFZ的耐药水平和基因sdiA、lsrR、lsrADB和hflX的表达水平呈低度的相关性。低剂量组:对AMP的耐药水平和基因表达水平呈弱的相关性;对CFZ的耐药水平和基因sdiA、lsrR和hflX的表达水平呈低度的相关性。中剂量组:对AMP的耐药水平和基因lsrR、ftsE的表达水平呈显著的相关性,与基因sdiA和ftsQ的表达水平呈低度的相关性;对CFZ的耐药水平与基因lsrR的表达水平呈显著的相关性,与基因ftsQ表达水平呈低度的相关性。高剂量组:对AMP的耐药水平和基因lsrR、lsrADB和ftsE的表达水平呈显著的相关性,与基因hfX表达水平呈低度的相关性;对CFZ的耐药水平与基因ftsE和hflX的表达水平呈显著的相关性,与基因lsrR和lsrADB的表达水平呈低度的相关性。结论:(1)模型生态系统分离到对AMP和CFZ高水平耐药大肠杆菌与加入的氮磷营养盐有关,但是与加入氮磷营养盐剂量没有明显的关系。(2)模型生态系统分离到对AMP和CFZ高水平耐药与TN和CODMn有一定的相关性,但是不显著。(3)大肠杆菌对CFZ和AMP的高水平耐药与sdiA、lsrR、lsrADB、ftsE和hflX 5个基因的增量表达相关,同时与基因ftsQ的减量表达相关。(4)水源性大肠杆菌可以通过群体感应系统调控相关基因的表达水平,应对氮磷营养盐的刺激而产生高水平耐药菌。