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由于抗生素具有广泛的抑、杀菌能力,除了用于治疗人类疾病以外,从20世纪50年代开始,抗生素已经被普遍用于畜禽养殖以及肉产品的加工过程,在世界范围内,抗生素总产量的70%左右用于畜牧业。由于兽药抗生素在畜牧业和养殖业中的长期滥用,导致养殖动物肠道内耐药细菌的普遍存在,并随粪便的排泄进入环境,从而成为环境中抗生素耐药基因污染的重要来源。本文根据农田土壤普遍粪肥施用量,设置了常规施用量(20000kg-hm-2, PG8)、2倍于常规施用量(40000kg-hm-2, PG16)以及4倍常规施用量(80000kg-hm-2, PG32)等3个不同猪粪施用水平,同时设置了相应3个水平的灭菌猪粪处理(SPG8, SPG16, SPG32),并依据四环素(TC)在猪粪中的平均残留水平(0.533mg·kg-1),设置了低(0.5mg-kg-1, TC0.5),中(5.0mg-kg-1, TC5)、高(50.0mg-kg-1, TC50)3个抗生素水平处理。通过室外模拟土柱平台,运用基于培养的微生物学方法以及普通PCR研究手段,对携耐药基因畜禽粪便施用后,土壤中耐药细菌数量以及耐药基因进行了为期6个月的跟踪分析。研究结果如下:(1)猪粪施入Od, PG8、 PG16及PG323个不同水平处理耕作层土壤耐药细菌数量分别为6.33×l04CFU·g-1、3.60×l05CFU·g-1和6.10×l05CFU·g-1,比对照高出104、105和105倍,施用猪粪明显提高耕作层土壤耐药细菌数量,耐药菌数量与施入粪肥量呈正相关趋势;随着猪粪施入时间的延长,耐药细菌数量呈持续下降趋势,PG8和PG16处理在150d时耐药细菌数量降低到对照水平,而PG32处理的耐药细菌数量在180d时降低到对照水平。(2)灭菌猪粪施入0d, SPG8、SPG16及SPG323个不同水平处理耕作层土壤均未检测到耐药细菌;施入30d后,SPG8、SPG16及SPG323个处理均检测到大量耐药细菌,数量分别为:4.6×103CFU·g-1、2.5×104CFU-g-1和1.6×l05CFU·g-1,为整个试验周期的最高值。随着灭菌猪粪施入时间的延长,土壤中耐药细菌数呈下降趋势,SPG8和SPG16处理在150d时耐药细菌数量达到对照水平,而SPG32处理的耐药细菌数量在180d时达到对照水平。比较相同施肥水平下,不同检测时间猪粪与灭菌猪粪处理之间耐药细菌数量可知:施用灭过菌的猪粪土壤中的耐药细菌数量减少了一半以上。(3)分析TC处理对土壤耐药细菌数量影响的结果表明:低浓度TC处理(TC0.5)对施猪粪土壤的60d以及施灭菌猪粪土壤的30d和60d耐药细菌具有明显的促进作用,而对施猪粪土壤的0d、60d~120d耐药细菌具有明显抑制作用;中浓度TC处理(TC5)对施猪粪土壤的30d以及施灭菌猪粪土壤的30d、60d和90d耐药细菌具有明显的促进作用,而对施猪粪土壤的0d~30d、90d~120d耐药细菌具有明显抑制作用;高浓度TC处理(TC50)对施灭菌猪粪土壤的30d和60d耐药细菌具有明显的促进作用,而对施猪粪土壤的0d~120d耐药细菌具有明显抑制作用;总体上看,在处理0~120d时间内,不同浓度TC处理对施猪粪土壤耐药细菌具有较普遍的抑制作用,相反,对施灭菌猪粪土壤耐药细菌具有普遍的促进作用,对未施猪粪土壤耐药菌的形成影响不大。(4)分别对各处理土柱中层(20-40cm)和下层(40-60cm)中耐药细菌数进行了周期为0~150d的4次跟踪测定,结果表明:0d时,3个水平猪粪处理(PG)、3个水平灭菌猪粪处理(SPG)以及不同TC水平处理的20-40cm和40-60cm土层中均未检测到耐药细菌;而经过30d或60d后在20-40cm和40-60cm土层中检测到耐药细菌数量,说明耕作层粪肥的施入,导致深层土壤耐药细菌的出现,可能存在耐药性向下迁移的趋势;随着时间的延长,各处理的耐药细菌数量在150d时均已降低到对照水平。(5)利用tet(M), lel(O)、tet(Q)、tet(S)、(et(T)、tet(W和tet(B/P)等7种具有核糖体保护蛋白机制的基因以及tet(A)、tet(B)、tet(C)、tet(D)、tet(G)、 tet(Y)和tet(Z)等7种具有外排泵机制基因的特异性引物,对猪粪DNA提取物进行PCR扩增结果表明:猪粪样品中携带有核糖体保护蛋白机制的tet(B/P)、tet(M)和tet(W)基因以及外排泵机制的tet(B)、 tet(D)、tet(G)和tet(Z)等7种四环素耐药基因。据此,针对这7种基因,对各处理土样经抗生素平板培养后菌体DNA提取物进行了PCR扩增,结果表明:常规施肥量的猪粪处理耕作层的土壤的可培养细菌中在整个施肥周期均能检测到除tet(B)和tet(Z)之外的所有5种耐药基因;耐药基因随着耐药细菌的存在向下迁移的趋势,但是基因之间的迁移速度不一致;一个施肥周期结束时仍然有耐药基因残留在土壤中:虽然常规施肥量的灭菌猪粪处理土壤在0d未培养出耐药细菌,但在处理30d后已经产生明显数量的耐药细菌,且其在30d~150d培养出的耐药细菌中,检测到猪粪中所携带的除tet(B)和tet(Z)之外的所有5种耐药基因;高浓度的四环素污染在本试验测定期内并未导致土壤产生耐药基因。