红树林生态系统享有“海岸卫士”之称,因其兼具了陆地生态和海洋生态等环境的生物特色,使得红树林成为自然的生态研究中心。河口生态系统是地球四大圈层交汇、能流和物流的重要聚散地带,其特性影响着河流终段和近海水域。此外,红树林和河口生境还被认为是抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARGs）发生和传播的重要场所。由于这两种生境受到海洋和近岸人为活动影响较大,导致ARGs的多样性和传播受到显著影响。然而,目前对红树林和河口生境中ARGs的分布格局、抗生素抗性机制（antibiotic resistance mechanisms）及驱动机制的研究较少。基于此,为了全面了解且厘清ARGs在红树林和河口等生境中的分布规律和传播机制,本论文在课题组前期获得中国红树林（北海、防城港、香港）和河口（珠江口）生境宏基因组数据的基础上,与公共数据库的宏基因组数据对比,开展红树林（中国、印度、马来西亚）和河口（中国、美国）生境ARGs分布特征及内在传播机制的研究。本研究从两方面展开:在研究红树林和河口生境中ARGs及抗生素抗性机制的分布格局后,进一步地厘清两种生境中ARGs的驱动机制。获得以下主要结果:1)首先分别阐述了六个红树林和六个河口地区ARGs的分布格局。分析发现,无论是红树林还是河口生境的ARGs主要大类均为多重耐药性（multidrug）、四环素类（tetracycline）和大环内酯-林可酰胺-链霉素类（MLS）。这也说明这三类是滨海湿地系统（红树林、河口等）需要重点关注和优先考虑控制的抗生素抗性类型。不同红树林和河口生境的核心ARGs亚型基因占比分别为17.2%和7.42%。从Alpha、Beta多样性以及具体差异分析来看,虽然红树林和河口生境中ARGs的分布都存在明显的地理差异,但是河口地区的ARGs分布明显差异更大（P＜0.01）。综合来看,红树林生境中可能存在由红树林本身生态环境所选择的稳定ARGs亚型基因,而河口生境更多地取决于当地的具体地理、气候、人为影响等因素,从而表现出更大的地理差异性。2)其次,分别针对红树林和河口地区的ARGs的抗生素抗性机制进行统计分析,找出存在的关键抗生素抗性机制;进一步地使用多组差异Metastats分析来检验在不同地区的抗生素抗性机制是否存在显著差异。结果表明,红树林和河口生境最主要的抗生素抗性机制都为ATP-依赖性蛋白激酶。在红树林生境中其次占比较多的抗生素抗性机制为靶标保护和增强外排泵;而在河口生境中为酶促降解。3)同时分析了红树林和河口生境中微生物群落和移动遗传元件（mobile genetic elements,MGEs）对于ARGs传播的影响。结果表明,红树林地区主要携带ARGs的微生物门为Proteobacteria、Actinobacteria和Firmicutes,而河口地区主要携带ARGs的微生物门为Proteobacteria和Firmicutes。两种生境中移动遗传元件（mobile genetic elements,MGEs）均主要为phage和replication/recombination/repair类。微生物和MGEs的组成变化是ARGs传播的主要途径,在红树林和河口地区的综合解释度分别达到89%和82%。但红树林与河口生境中微生物和MGEs对于ARGs的影响略有不同,在红树林生境中,微生物组成变化对ARGs影响要高于MGEs,而在河口生境中恰恰相反。4)最后,探索了在红树林生境中ARGs与氮、硫循环功能基因的关联过程。先阐述参与不同红树林地区中氮和硫循环相关基因的组成及空间异同性,再利用协惯量分析（co-intertia anaysis,Co IA）和网络模块化分析分别探讨了氮、硫循环与ARGs的关联性,并识别出关键的ARGs与氮、硫循环关联过程。分析表明,ARGs与氮循环关联最为密切的过程主要是硝化、固氮、异化硝化还原过程;ARGs与硫循环关联最为密切的过程主要是异化和同化硫酸盐还原过程。更为重要的是,除了使用统计层面的分析外,还通过宏基因组分箱（binning）技术,获得了在单菌基因组上氮、硫循环功能基因与ARGs关联的事实证据。总的来说,本研究厘清了滨海湿地系统ARGs的分布格局、抗生素抗性机制以及主要传播途径。这些信息可以为未来滨海湿地耐药性的精准防控提供坚实的理论基础。对于控制耐药性的传播而言,从传播途径去阻控ARGs是一种重要且有效的手段,因此本研究结果将对滨海湿地系统ARGs的防治将起到积极作用。