外源Zn对土壤抗生素抗性基因及细菌群落的诱导作用

采用高通量测序和实时定量PCR技术,基于室内培养法研究不同Zn浓度对土壤氨基糖苷类抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)、可移动遗传元件(mobile genetic elements,MGEs)及细菌群落的影响.结果 表明,Zn的浓度和处理时间对氨基糖苷类ARGs及MGEs影响不同.1000 mg·kg-1 Zn处理60 d时,acc、aacC1和整合子int11的相对丰度最高,分别为对照的4.1、9.7和3.7倍;800 mg·kg-1Zn处理60 d时,aac(6')-H的相对丰度最大,为对照的13.7倍.Zn处理显著提高了转座子Tp614的相对丰度,100 mg·kg-1 Zn处理时最高,为对照的4.6倍.Zn处理降低了细菌群落的多样性指数,提高了优势度指数,说明Zn的毒性使敏感菌群消失,抗性菌群增加.冗余分析表明Zn胁迫的时长对细菌群落结构的影响大于浓度;胁迫时长相同时,较低浓度的Zn(100 ～ 400 mg·kg-1)与较高浓度的Zn(800～1000 mg·kg-1)处理的土壤细菌群落的结构差异明显;Zn胁迫与Nocardioides、Adhaeribacter及Arthrobacter等的丰度负相关,而与Flavisolibacter、Sphingomonas及Solirubrobacter的丰度正相关.网络共存分析显示,Zn胁迫压力下,acc、aac(6')-Ⅱ、aacC1和int11、IS613连接数较高;Steroidobacter与Tp614存在连接,可能是Tp614的潜在宿主菌.研究表明,高浓度Zn污染能加速土壤ARGs传播扩散,即使低浓度的Zn长时间作用也能诱导部分ARGs和MGEs,提高水平转移的风险,值得重点关注.