【摘 要】
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抗生素抗性基因（ARGs）作为新兴污染物,已被世界卫生组织确定为21世纪卫生安全领域的重要挑战。本文针对某城市河流,研究了抗生素和抗性基因的污染特征,并通过微宇宙模拟实验,研究了金属离子对抗性基因转化的影响和相关机理。取得的主要结论如下:（1）研究了城市河流中磺胺嘧啶、诺氟沙星、头孢克肟等6种抗生素和磺胺类、四环素类、β-内酰胺类等5类（10种）ARGs的污染特征。结果表明:目标抗生素在水中检出的
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抗生素抗性基因（ARGs）作为新兴污染物,已被世界卫生组织确定为21世纪卫生安全领域的重要挑战。本文针对某城市河流,研究了抗生素和抗性基因的污染特征,并通过微宇宙模拟实验,研究了金属离子对抗性基因转化的影响和相关机理。取得的主要结论如下:（1）研究了城市河流中磺胺嘧啶、诺氟沙星、头孢克肟等6种抗生素和磺胺类、四环素类、β-内酰胺类等5类（10种）ARGs的污染特征。结果表明:目标抗生素在水中检出的浓度范围为78.68～1879.72 ng/L,检出率最高的为诺氟沙星（88.9%）。沉积物中目标抗生素检出的范围为5.20～48.52 ng/g,检出率最高的为诺氟沙星和环丙沙星（100%）,其次为磺胺嘧啶（80%）、洛美沙星（60%）,头孢克肟和氟罗沙星未在沉积物中检出。出市断面目标抗生素浓度为入市断面的13.5倍。水和沉积物中ARGs的丰度范围分别为0～2.24×10~5copies/L、0～3.57×10~9copies/kg,出市断面的ARGs绝对丰度为入市断面的19倍,影响ARGs分布的主要因素有温度、电导率、重金属（Mn、Fe）以及ARGs对应的抗生素。（2）通过微宇宙水环境模拟实验,研究了Ca2+、Mg2+、Ba2+和Mn2+对抗性基因（bla CTX-M）转化的影响。结果显示,在自然水体浓度水平下,Ca2+、Mg2+、Ba2+和Mn2+将抗性基因的转化率分别提高了9、0.18、3.66×10~4和7.38×10~2倍。与mmol/L级别的Ca2+、Mg2+相比,μmol/L级别的Ba2+与Mn2+对转化的影响更为显著,最高转化率为钙镁离子最高转化率的10~4～10~5倍。（3）通过检测细胞活性氧（ROS）变化,研究了Ca2+、Mg2+、Ba2+与Mn2+促进抗性基因（bla CTX-M）转化的机理。认为Ba2+和Mn2+促进抗性基因转化的主要机理为诱导受体菌产生ROS,增加细胞膜的通透性,引起细胞产生氧化应激反应,使细胞摄取外源ARGs并主动整合到自身的DNA。Ca2+促进基因转化的机理与ROS无关,结合以往研究认为,Ca2+促进ARGs的转化可能是与Ca2+与细胞膜上的酯质结合形成的孔洞结构有关。Mg2+促进ARGs转化与刺激细胞产生过量ROS无关,相关机理有待进一步研究。
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