【摘 要】
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自抗生素发明以来其在人类医疗和畜禽疾病防治及促进生长方面广泛应用,但是由于抗生素的大量不合理使用引起的环境细菌耐药性已经成为全球密切关注的问题,研究表明河流生态系统是抗生素和抗生素抗性基因（antibiotics resistance gene,ARGs）的主要蓄集场所。赤水河作为长江上游生态屏障和珍稀水生生物的重要栖息地,其水环境质量和水生态安全不仅关系着当地的社会经济发展,也会对长江中下游地区
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自抗生素发明以来其在人类医疗和畜禽疾病防治及促进生长方面广泛应用,但是由于抗生素的大量不合理使用引起的环境细菌耐药性已经成为全球密切关注的问题,研究表明河流生态系统是抗生素和抗生素抗性基因（antibiotics resistance gene,ARGs）的主要蓄集场所。赤水河作为长江上游生态屏障和珍稀水生生物的重要栖息地,其水环境质量和水生态安全不仅关系着当地的社会经济发展,也会对长江中下游地区的水环境安全产生一定影响。因此,本研究以赤水河的水体和沉积物样品作为研究对象,分别于2021年4月（枯水期）和8月（丰水期）进行样品采集,采用固相萃取-液相色谱-质谱和荧光PCR等技术研究4类21种抗生素、11种抗生素抗性相关基因在赤水河的时空分布特征及来源,通过高通量测序技术分析样品中微生物群落空间分布,在此基础上采用相关性分析探究影响环境中ARGs分布的主要因素,旨在为赤水河流域水体的抗生素及抗性基因污染防治提供理论支撑,获得的主要研究结果如下:（1）赤水河抗生素时空分布特征与来源解析赤水河干流地表水与沉积物中4类共21种抗生素浓度均为ng/L和ng/g级别,就检出种类和浓度水平而言均表现为枯水期大于丰水期。磺胺嘧啶、磺胺甲恶唑、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺对甲氧嘧啶和氧氟沙星是主要的检出类型,其中氧氟沙星的检出浓度最高（170.26 ng/L）。从空间分布来看,地表水上游断面的平均抗生素含量高于中下游断面。干流沉积物在枯水期和丰水期的抗生素总浓度范围分别在10.51～434.69 ng/g和9.85～83.77 ng/g,平均浓度最高的抗生素为金霉素（16.97 ng/g）和氧氟沙星（6.08 ng/g）,两季沉积物样品的抗生素浓度分别在五马河汇入下游S10（437.46 ng/g）和小河汇入口上游S2（54.62 ng/g）达到最大,地表水支流的汇入口下游抗生素浓度有一定增加。主成分-多元线性回归分析表明畜禽养殖是地表水抗生素污染的主要来源,其在枯水期和丰水期的污染源贡献率分别是45.94%和42.47%。（2）赤水河抗生素抗性基因赋存特征枯水期干流地表水样品中检出9种ARGs和2种整合子,绝对丰度范围在1.53×10~6～1.41×10~8copies/L之间,丰水期仅tet B未检出,ARGs的绝对丰度范围为3.62×10~4～1.26×10~8copies/L之间,sul 3和tet A是两季地表水中主要检出的ARGs类型,支流ARGs绝对丰度均高于干流。沉积物中在枯水期和丰水期均检出11种抗生素相关基因,平均绝对丰度最高的ARGs分别是erm B（1.96×10~6copies/g）和sul3（1.74×10~6copies/g）。地表水和沉积物中ARGs含量较高值均为中游断面。Pearson分析结果除LIN和SMM外,大部分抗生素与ARGs之间无相关性,而intl1和重金属与ARGs之间均存在显著相关性。（3）微生物群落时空分布特征两季地表水样品在门分类水平上均以Proteobacteria作为检出丰度最高的微生物,其中枯水期的平均相对丰度（60.26%）高于丰水期（39.89%）,丰水期特有的检出菌门为Deinococcus-Thermus,Acidobacteria,Chlamydiae和Candidatus＿Saccharibacteria,季节变化对地表水优势微生物群落的分布有明显影响。沉积物与地表水相比特有的检出菌门为Chloroflexi和Nitrospirae,但Proteobacteria的检出丰度仍然最高。此外,沉积物中优势微生物群落在支流汇入处相对丰度有一定程度的降低。（4）微生物群落与抗生素抗性基因的相关性地表水中除LIN外大部分微生物与抗生素之间基本呈现出负相关性,沉积物环境中与抗生素存在相关性的微生物种类高于地表水,其中Verrucomicrobia与SMZ之间的显著相关性最强（p＜0.001,R=0.67）。根据微生物与ARG的相关性分析结果可知,一种微生物可能与多种ARGs存在相关性,同一种ARGs可能会同时存在多种潜在宿主微生物。
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