【重大疫病防控】家畜生态学团队在环境微生物抗生素抗性领域取得重要进展

  近日，华农动物科学学院、岭南现代农业科学与技术广东省实验室、广东省畜禽废弃物处理与资源化利用工程技术研究中心廖新俤教授和吴银宝教授带领的家畜生态学团队在环境微生物抗生素抗性领域取得最新进展，两项重要成果以Article形式相继发表在国际著名学术期刊《Journal of Hazardous Materials》(IF2019=9.038，环境科学与生态学一区，Top期刊)。

其中，由2018级博士研究生杨亦文和博士后邢斯程为共同第一作者，廖新俤教授作为通讯作者发表题为“Profiles of bacteria/phage-comediated ARGs in pig farm wastewater treatment plants in China: association with mobile genetic elements, bacterial communities and environmental factors”的研究论文（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124149）。猪场废水是抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes, ARGs）的重要储存库，猪场废水处理系统是连接猪场废水和周边环境的重要桥梁，其对ARGs的去除效果直接影响到周边环境的生态安全。本研究对我国不同地区猪场废水处理系统进行研究，发现目前广泛使用的两级A/O废水处理系统能有效去除废水中的细菌ARG（bARGs）和噬菌体ARG（pARGs）。并且发现细菌群落是影响bARG污染特征的主要驱动因素，而细菌群落和可移动遗传元件（MGEs）是影响pARG污染特征的共同驱动因素。本研究成果可为畜禽养殖环境耐药性防控提供参考。

  此外，由2018级博士研究生温馨作为第一作者，吴银宝教授作为通讯作者发表题为“Metabonomics reveals an alleviation of fitness cost in resistant E. coli competing against susceptible E. coli at sub-MIC doxycycline”的研究论文（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124215）。抗生素胁迫诱导的微生物抗性会改变其适应性，抗性菌的适应性代价主要表现为生长性能下降等。然而，自然环境中的微生物往往面临的是微量抗生素浓度，在此条件下具有适应性代价的抗性菌与敏感菌的共存和竞争关系亟待解析。本研究分别构建了EGFP绿色荧光蛋白和m-Cherry红色荧光蛋白标记的抗性菌和敏感菌进行共培养，发现在没有强力霉素胁迫下抗性菌主要通过增强旁路代谢和次生代谢途径以低比例（<15%）与敏感菌共存；而当强力霉素为1mg/mL（1/4MIC）时，抗性菌通过下调碳水化合物代谢和氨基酸代谢以减轻其适应性代价，提高与敏感菌的竞争能力。本研究成果为探索抗性菌在环境中的存在和传播机制提供了新见解，可为限制抗性菌在环境的传播提供理论参考。
 

  自2020年以来，团队成员相继在《Environment International》（IF2019：7.577，环境科学与生态学1区，Top期刊）发表题为“Dominant denitrifying bacteria are important hosts of antibiotic resistance genes in pig farm anoxic-oxic wastewater treatment processes”（第一作者为2018级博士研究生杨亦文，通讯作者为廖新俤教授）和在《Bioresource Technology》（IF2019= 7.539，工程技术1区，Top期刊）发表题为“Modified cornstalk biochar can reduce ammonia emissions from compost by increasing the number of ammonia-oxidizing bacteria and decreasing urease activity”（第一作者为2019级博士研究生周世政，通讯作者为吴银宝教授）的研究性论文。