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近年来，源自畜禽养殖业和医疗行业的土壤抗生素污染引起了全世界的广泛关注。抗生素的大量使用导致了抗生素抗性基因(Antibiotic resistance gene ， ARGs)种类和丰度的提高，并引起微生物群落结构的改变。同时，含重金属的污染物通过各种途径进入土壤，土壤环境中重金属的污染也在日益加剧。
本论文调查研究了新乡市周边养猪场，养鸡场，养牛场堆粪地土壤中抗生素和重金属污染以及ARGs的赋存特征，分析了影响ARGs分布的主要环境因素。同时在低浓度抗生素添加范围内设置盆栽试验，分析了抗生素-重金属单一及复合污染下磺胺类和四环素类抗生素的降解残留，抗生素及重金属浓度对抗性基因诱导和富集的影响。
养殖场土壤中检测出SAs的浓度范围为0.25-1.07mg/kg，TCs的浓度范围为0.14-1.24mg/kg。均超过兽药国际协调委员会规定土壤中抗生素生态毒害效应的触发值100μg/kg。检测了4种畜牧养殖业常见的重金属，其中Cu、Zn和Pb均低于土壤环境二级标准，Cd含量较低，在0.48-0.98mg/kg之间，但养猪场和养鸡场均高于土壤环境二级标准。养猪场和养鸡场堆粪地土样中不同种类基因的相对丰度表现为：SRGs＞TRGs＞intl1，养牛场土壤中基因相对丰度的规律为：SRGs＞intl＞TRGs，表明磺胺类抗性基因是畜禽养殖场堆粪土壤中的优势基因。ARGs相对丰度在不同类型养殖场土壤中的表现为：养猪场＞养鸡场＞养牛场，说明养猪场的粪便造成的土壤ARGs污染最大。相关性分析可知intl1在细菌间的水平转移与土壤中ARGs的传播也存在着密切的关系。磺胺嘧啶(SD)与sul1和tetG呈显著正相关(P＜0.05)，TC与SRGs，tetG，和tetX相关性显著(P＜0.05)，土霉素(OTC)与sul2和tetX相关性显著(P＜0.05)，四环素类抗生素也对磺胺类抗性基因有较大的影响，表明抗生素对不同耐药基因的选择是由于不同抗生素共同作用的结果。实验中检测的重金属与目的基因没有相关性。
盆栽实验研究了3种磺胺类，3种四环素类和4种重金属类不同添加量下抗生素的降解情况，结果表明，抗生素浓度越低，在土壤中的降解效率越大。浓度≤1mg/kg，基本在30天就能达到降解稳定状态。根据PCR的检测结果，选取了2种磺胺类抗性基因(SRGs)，3种四环素类抗性基因(TRGs)和一类整合子基因(intl1)进行定量分析检测。结果表明，抗生素和重金属单一及复合污染对SRGs和intl1都有诱导富集效果，抗生素浓度越大其相对丰度就越大，复合污染对SRGs和intl1的诱导效果更显著，表明抗性基因对抗生素和重金属有共同的抗性机制。四环素类抗性基因tetA、tetG、tetX没有明显的增加，表明低浓度抗生素和重金属污染对TRGs基因的诱导没有显著影响。选取有代表性的土壤样本进行高通量测序，研究不同初始添加量下微生物的群落结构，选取的样品中其中放线菌(Actinobacteria)、变形菌(Proteobacteria)是所有细菌中的优势菌群，占比50.6%-70.4%。添加重金属的样品中，Proteobacteria相对丰度所占比例为26.1%-41.3%，显著高于对照样本。抗生素单一污染，Chloroflexi的相对丰度随抗生素浓度的增加而增加，而抗生素-重金属复合污染中，Chloroflexi所占比例比明显低于抗生素单一污染。表明抗生素和重金属复合污染对Chloroflexi有抑制作用。
本论文调查研究了新乡市周边养猪场，养鸡场，养牛场堆粪地土壤中抗生素和重金属污染以及ARGs的赋存特征，分析了影响ARGs分布的主要环境因素。同时在低浓度抗生素添加范围内设置盆栽试验，分析了抗生素-重金属单一及复合污染下磺胺类和四环素类抗生素的降解残留，抗生素及重金属浓度对抗性基因诱导和富集的影响。
养殖场土壤中检测出SAs的浓度范围为0.25-1.07mg/kg，TCs的浓度范围为0.14-1.24mg/kg。均超过兽药国际协调委员会规定土壤中抗生素生态毒害效应的触发值100μg/kg。检测了4种畜牧养殖业常见的重金属，其中Cu、Zn和Pb均低于土壤环境二级标准，Cd含量较低，在0.48-0.98mg/kg之间，但养猪场和养鸡场均高于土壤环境二级标准。养猪场和养鸡场堆粪地土样中不同种类基因的相对丰度表现为：SRGs＞TRGs＞intl1，养牛场土壤中基因相对丰度的规律为：SRGs＞intl＞TRGs，表明磺胺类抗性基因是畜禽养殖场堆粪土壤中的优势基因。ARGs相对丰度在不同类型养殖场土壤中的表现为：养猪场＞养鸡场＞养牛场，说明养猪场的粪便造成的土壤ARGs污染最大。相关性分析可知intl1在细菌间的水平转移与土壤中ARGs的传播也存在着密切的关系。磺胺嘧啶(SD)与sul1和tetG呈显著正相关(P＜0.05)，TC与SRGs，tetG，和tetX相关性显著(P＜0.05)，土霉素(OTC)与sul2和tetX相关性显著(P＜0.05)，四环素类抗生素也对磺胺类抗性基因有较大的影响，表明抗生素对不同耐药基因的选择是由于不同抗生素共同作用的结果。实验中检测的重金属与目的基因没有相关性。
盆栽实验研究了3种磺胺类，3种四环素类和4种重金属类不同添加量下抗生素的降解情况，结果表明，抗生素浓度越低，在土壤中的降解效率越大。浓度≤1mg/kg，基本在30天就能达到降解稳定状态。根据PCR的检测结果，选取了2种磺胺类抗性基因(SRGs)，3种四环素类抗性基因(TRGs)和一类整合子基因(intl1)进行定量分析检测。结果表明，抗生素和重金属单一及复合污染对SRGs和intl1都有诱导富集效果，抗生素浓度越大其相对丰度就越大，复合污染对SRGs和intl1的诱导效果更显著，表明抗性基因对抗生素和重金属有共同的抗性机制。四环素类抗性基因tetA、tetG、tetX没有明显的增加，表明低浓度抗生素和重金属污染对TRGs基因的诱导没有显著影响。选取有代表性的土壤样本进行高通量测序，研究不同初始添加量下微生物的群落结构，选取的样品中其中放线菌(Actinobacteria)、变形菌(Proteobacteria)是所有细菌中的优势菌群，占比50.6%-70.4%。添加重金属的样品中，Proteobacteria相对丰度所占比例为26.1%-41.3%，显著高于对照样本。抗生素单一污染，Chloroflexi的相对丰度随抗生素浓度的增加而增加，而抗生素-重金属复合污染中，Chloroflexi所占比例比明显低于抗生素单一污染。表明抗生素和重金属复合污染对Chloroflexi有抑制作用。