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畜禽养殖废水是四环素类抗生素污染的重要来源,由此引发的抗性基因的广泛传播对人类健康和环境构成潜在威胁。本论文围绕土霉素(OTC)对异养硝化菌株、SBR处理模拟畜禽废水的影响及其微生物生态机制这一主题展开研究,主要结果如下：(1)低浓度四环素类(TC或OTC)对稳定期异养硝化菌ZY-2的毒性测定在100μL-1四环素(TC)/土霉素(OTC)的作用下,菌株ZY-2的生长受到一定抑制,其OD增长趋势减缓,同时对NH4+-N及TN的去除效率降低,说明该菌对四环素类抗生素较敏感,且在相同处理浓度下,受TC的抑制作用比OTC更强。另外,氧化应激实验表明添加抗生素的处理组出现了细菌对抗生素的适应性反应,其SOD、CAT均受到一定程度的激活,以增强机体消除活性氧自由基的能力。(2)不同负荷OTC对SBR废水处理和微生物群落结构的影响用SBR处理含0、0.1、5、20cv60mgL-1OTC的高氨氮、高COD废水(反应器编号分别为R1.··R5),连续运行88d,运行时间被划分为4个阶段A(1-22d)、B(23-46d)、C(47-68d)、D(69-88d)。结果表明在运行至A阶段时,各反应器间的差异不明显；但至B阶段时,较高浓度处理组(OTC≥5mgL-1)相比低浓度处理组(OTC≤0.1mgL-1)的出水pH、氮素、COD等指标出现较明显差异。随着反应器的持续运行,低浓度处理组的水质指标开始与对照组R1(未添加OTC)之间表现出明显的差异,而高浓度处理组的出水指标则逐渐恢复,一方面表明随着时间的推移低浓度OTC在污泥中不断积累从而影响反应器的出水水质,另一方面高浓度处理组出水水质的回升则体现了活性污泥在长期高浓度OTC的胁迫作用下会逐渐适应这种环境。DGGE和454测序分析发现在所有反应器各运行阶段中,Proteobacteria和Bacteroidetes始终处于优势地位,不同的是其门下各纲的丰度会随着不同运行阶段、不同OTC浓度胁迫而改变,表现出不同的抗性。如R3-R5在运行至B阶段末期时微生物菌群结构已明显不同于R1。另外,氨氧化菌(ammonium oxidation bacteria, AOB)和亚硝酸氧化菌(Nitrite oxidation bacteria,NOB)也呈现一定抗性,当运行至D阶段时仅在60mg L-1OTC的反应器内受到明显抑制；潜在反硝化功能菌的类群较多,其抗性能力各不同。对抗性基因(tetA、tetW、tetO)和氮循环相关功能基因(amoA、nirS、nosZ)的荧光定量(Real-time qPCR, RT-qPCR)结果发现受该运行环境长期影响,高浓度OTC有利于维持抗性基因(antibiotic resistant genes, ARGs)的稳定,但是其含量仍有部分降低,说明长期投加这种高氨氮、高COD废水可能不利于活性污泥中部分功能菌群的生长；氮循环相关基因中,amoA对反应器的运行环境较敏感,而nosZ和nirS相对稳定,amoA、nosZ和nirS对不同OTC浓度表现出积极的响应,说明携带这些基因的菌株对OTC具有不同程度的抗性。结合amoA、nosZ和nirS基因的DGGE结果可知,在OTC长期胁迫下,携带这些基因的微生物种群数目并未减少,但各菌属间的优势地位发生了变化。研究表明,SBR活性污泥的微生物群落结构及其废水处理效率具有OTC浓度效应,OTC浓度越高,其受到的影响越大,同时低浓度OTC的影响也会随着时间的延长越来越显著；但是,在长期OTC的选择作用下,微生物群落结构呈现动态变化,出现了适应OTC的新菌群,为活性污泥废水处理效率的回升带来转机。然而活性污泥中的ARGs也会受到OTC的刺激作用,可能会危害人类和环境安全,所以应加强对污泥排放的管制。