中科院精密測(cè)量院環(huán)境與災(zāi)害研究部王智研究員和合作團(tuán)隊(duì)，通過(guò)抗生素和ARGs的大數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)我國(guó)抗生素限用政策一定程度上減少了水產(chǎn)養(yǎng)殖中目標(biāo)抗生素的賦存量和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；證實(shí)了稻蝦共作養(yǎng)殖模式是一種相對(duì)生態(tài)友好及可持續(xù)發(fā)展的養(yǎng)殖模式。上述研究成果近期分別在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域?qū)I(yè)期刊J Clean Prod.和Environ Poll.上發(fā)表。

　　作為20世紀(jì)最重要的醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，抗生素在人類疾病防治、畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。然而，抗生素的廣泛使用與濫用也給人類和生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的安全隱患。水產(chǎn)養(yǎng)殖是消耗抗生素的重要產(chǎn)業(yè)，不可避免地成為抗生素和抗性基因（ARGs）的重要來(lái)源、活動(dòng)熱點(diǎn)和存儲(chǔ)庫(kù)。目前，對(duì)淡水養(yǎng)殖濕地這一特殊水環(huán)境中的抗生素和ARGs仍缺乏全面的認(rèn)識(shí)，不利于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展與人類健康。

　　研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)已發(fā)表的文獻(xiàn)制定了Meta分析準(zhǔn)則，對(duì)涵蓋廣西、廣東、湖北、湖南、遼寧、福建、江西、江蘇、天津等14個(gè)省(市)(占全國(guó)淡水養(yǎng)殖品產(chǎn)量77.4%)的淡水養(yǎng)殖濕地抗生素和ARGs文獻(xiàn)進(jìn)行Meta分析。結(jié)果表明，在2006-2019年（采樣時(shí)間），中國(guó)淡水養(yǎng)殖濕地水體中共報(bào)道了44種抗生素，其中磺胺類和氟喹諾酮類抗生素種類最多（均為12種），其次是大環(huán)內(nèi)酯胺類（8種）和四環(huán)素類（5種），剩余7種包括氯霉素、林可霉素和β內(nèi)酰胺類四類抗生素。在省級(jí)尺度上，水產(chǎn)養(yǎng)殖品的產(chǎn)量與養(yǎng)殖濕地中抗生素的濃度顯著正相關(guān)（P=0.0159, r=0.77）。評(píng)估了具有充足數(shù)據(jù)的11種抗生素和4種ARGs的時(shí)間變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)在5種被禁用的抗生素中有4種被禁用后濃度顯著降低，6種未被禁用的抗生素濃度均表現(xiàn)出了上升或不變的趨勢(shì)；而所評(píng)估的4種ARGs (sul1、sul2、tetM和tetW)豐度均表現(xiàn)出了增加的趨勢(shì)。使用宏基因組技術(shù)的研究表明多重耐藥基因在養(yǎng)殖塘中的多樣性和豐度最高，其次是氨基糖苷類與β內(nèi)酰胺類抗性基因的多樣性和桿菌肽抗性基因的豐度。相關(guān)性分析顯示，多種抗生素與其對(duì)應(yīng)的ARGs存在顯著正相關(guān)，可移動(dòng)遺傳元件int1也與多種ARGs顯著正相關(guān)，表明淡水養(yǎng)殖水體中抗生素與微生物可移動(dòng)元件對(duì)ARGs的增殖擴(kuò)散具有重要作用。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估顯示，在分析的27種抗生素中有18種存在中-高程度的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。本研究證明，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)抗生素限用政策可以在一定程度上減少水產(chǎn)養(yǎng)殖中目標(biāo)抗生素的賦存量和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；此外，基于meta分析的結(jié)果，我們?cè)诠芾砗蛯W(xué)術(shù)方面為水產(chǎn)養(yǎng)殖中抗生素和ARGs的污染防治工作提出了具體建議。

　　Journal of Cleaner Production論文圖文摘要

　　在此基礎(chǔ)上，針對(duì)“當(dāng)前有關(guān)淡水養(yǎng)殖濕地中ARGs研究大多集中在單一養(yǎng)殖模式，缺乏不同水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中抗性基因組的比較研究”這一現(xiàn)狀，科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合華中科技大學(xué)寧康教授團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步以我國(guó)淡水養(yǎng)殖主產(chǎn)區(qū)（江漢平原）的蝦塘、蟹塘、蝦蟹混養(yǎng)以及稻蝦共作四種養(yǎng)殖濕地為研究對(duì)象，通過(guò)宏基因組測(cè)序與生物信息分析，探討不同養(yǎng)殖濕地中抗生素與ARGs污染特征，并深入揭示了ARGs在不同養(yǎng)殖模式之間以及不同養(yǎng)殖動(dòng)物腸道內(nèi)的形成和傳播機(jī)制。結(jié)果表明，水產(chǎn)養(yǎng)殖模式影響了養(yǎng)殖濕地水體，沉積物以及蝦蟹腸道中ARGs的組成和豐度。與蝦塘、蟹塘、蝦蟹混養(yǎng)模式相比，稻蝦共作養(yǎng)殖模式中抗生素濃度、ARGs的多樣性和豐度均處于較低水平，并且由病原菌攜帶的ARGs產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)也處于較低水平。水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境因子(包括營(yíng)養(yǎng)鹽、水體溶解氧、電導(dǎo)率等)、細(xì)菌群落和可移動(dòng)元件都對(duì)ARGs的形成有顯著影響；與環(huán)境因子相比，可移動(dòng)元件和細(xì)菌群落對(duì)ARGs增殖和傳播的影響更加強(qiáng)烈。然而水產(chǎn)養(yǎng)殖濕地中的環(huán)境因子對(duì)蝦蟹腸道中ARGs的形成影響較弱。該研究加深了對(duì)不同水產(chǎn)養(yǎng)殖模式抗性基因組污染特征和風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)，并從ARGs污染的角度證實(shí)了稻蝦共作養(yǎng)殖模式是一種相對(duì)生態(tài)友好及可持續(xù)發(fā)展的養(yǎng)殖模式，對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖模式的管理具有重要的意義，為選擇適當(dāng)?shù)乃a(chǎn)養(yǎng)殖模式和控制水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素耐藥性提供了重要參考。

Environmental pollution論文圖文摘要

　　相關(guān)研究得到中科院青年促進(jìn)會(huì)、湖北省杰出青年基金和國(guó)家自然科學(xué)基金等支持。

　　論文鏈接：

　　https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.129719.

　　https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.118450.