环境抗生素污染的微生物修复进展

近年来随着抗生素在畜牧业、水产养殖业以及医疗行业的广泛应用,大量抗生素通过排泄物进入环境,导致我国大面积水体及土壤环境中抗生素残留量急剧增高。环境中不同种类的抗生素的残留导致微生物种群结构失衡,对生态环境及人类造成极大危害。因此,解决抗生素残留问题是21世纪新型环境污染物领域的一个重要课题。已有研究显示,一些微生物能够以抗生素为碳源生存,可用于降解环境中残留抗生素,但人们对微生物降解抗生素的降解机制了解较少。文中概括了近十年来抗生素降解菌株和菌群对抗生素的去除情况,以及应用微生物菌群处理抗生素残留的技术方法,同时对未来利用微生物修复法减少环境中抗生素残留进行了展望。     

环境介质中的抗生素及其微生物生态效应

环境介质中的抗生素因存在浓度较低被称为微量污染物,其对生态系统和人类健康的影响已逐步得到认知。长期以来,抗生素被用于人和畜禽细菌性感染疾病的治疗。然而,随着集约化养殖业的发展,抗生素被大量添加于饲料中来预防畜禽和鱼虾的养殖疾病。因此,环境介质中抗生素种类和含量随着畜禽和水产养殖业的快速发展逐年增加。本文综述了环境中抗生素的来源、残留浓度及其环境微生物生态学效应。医用、兽用抗生素和人畜粪便的农用是抗生素进入环境的主要来源,其在不同环境介质中残留浓度不一：地表水含量为μg?L-1,土壤含量为?g?kg-1,沉积物含量为μg?kg-1—mg?kg-1之间。抗生素进入土壤、水和沉积物等环境介质,经吸附-解吸、迁移和降解等过程重新分配,其降解方式主要有水解、光解和生物降解。抗生素影响环境介质中微生物的生物量、活性和群落结构,并诱导产生抗性基因,但对生态系统服务及其功能的干扰和影响尚有待进一步研究。     

蝇蛆肠道微生物菌群对猪粪残留抗生素的降解及抗性基因的影响

【目的】过度使用抗生素作为动物饲料添加剂,导致畜禽粪便已成为抗生素抗性基因的主要蓄积库,为了研究蝇蛆(Musca domestica)对猪粪中残留抗生素及抗性基因的影响,本文动态采集了实际农场条件下蝇蛆转化过程中猪粪堆体及虫体样本。【方法】利用q PCR、液相色谱-电喷雾质谱、同位素内标法、Illumina高通量测序以及局部相似性研究蝇蛆生物转化过程中残留抗生素降解效能及相关抗性基因组变化的微生物生态机制。【结果】6 d周期内,猪粪中四环素、土霉素、金霉素、强力霉素、磺胺嘧啶、诺氟沙星、氧氟沙星、环丙沙星以及恩诺沙星等9种残留抗生素含量显著下降,累积减量为34.3%–58.1%,每日减量百分比介于7.8%–57.4%之间。猪粪中共检测到的158种抗性基因,其中有118种大幅衰减,衰减量平均达79.3%;23种抗性基因存在富集现象,富集倍数平均为3.48。在蝇蛆肠道的作用下,粪源微生物群落中Bacteroidetes相对丰度下降,Proteobacteria相对丰度增加,尤其是Ignatzschineria增幅最大。网络分析发现,抗性基因的增减与微生物群落的变化显著相关,与抗性基因衰减相关的微生物主要属于Clostridiales和Bacteroidales,而与抗性基因富集相关的微生物主要为Alcaligenaceae、[Weeksellaceae]及Bacillales。【结论】蝇蛆可有效削减猪粪中的残留抗生素及防控抗性基因向环境扩散。     

畜禽粪便中抗生素抗性基因的分布特征及消减技术研究进展

随着集约化畜禽养殖业的不断发展,兽用抗生素的长期使用导致畜禽粪便抗生素抗性基因污染日益严重,对生态环境和人类健康造成严重危害。如何有效消减畜禽粪便中的抗生素抗性基因成为当前研究热点。本文系统总结了畜禽粪便中抗生素抗性基因的产生途径、分布和影响因素,并阐述了好氧堆肥、厌氧消化及其强化工艺消减畜禽粪便抗生素抗性基因的研究进展,根据现有工艺研究存在的问题展望了今后的重点研究方向,为畜禽粪便中抗生素抗性基因的消减提供理论基础和技术支撑。     

四川省16家大型禽类养殖场抗生素残留调查和细菌耐药性分析

为评估禽类养殖场粪便中抗生素的残留及细菌耐药性情况,本研究以四川省16家大型规模化禽类养殖场为监测点,重点分析粪便中抗生素残留特征和肠杆菌耐药特征,并对粪便中抗生素的选择性耐药风险熵进行评估。16份粪便样品中共检出18种抗生素,抗生素检出浓度0.54～2 780.00μg·kg^-1,其中,ZJZX中多西环素检出浓度最高,达到2 780.00μg·kg^-1;抗生素的选择性耐药风险熵为0.004 0～10 561.13,呈现出高选择性耐药风险;其次,从粪便中共筛选鉴定出14株肠杆菌科Enterobacteriaceae细菌,均表现出多重耐药性,且有33种耐药基因被不同程度检出。畜禽粪便中磺胺类、四环素类、氯霉素类和喹诺酮类抗生素残留较为严重,且养殖环境中肠杆菌科细菌表现出多重耐药性,建议有关部门加强畜禽养殖中多西环素、氟苯尼考和恩诺沙星等抗生素的管控,同时应加强对畜禽养殖企业中肠杆菌耐药性的监控。     

微生物技术去除抗生素残留污染的研究进展

抗生素进入环境会对生物造成深远的影响,如何去除抗生素的残留引起许多国家的关注。抗生素在环境中主要发生生物降解,而具有抗性的微生物菌株发挥主要的功效,因此近些年利用微生物技术处理抗生素残留污染成为研究热点。本文对具有抗生素降解功能的微生物资源和利用复合菌系处理抗生素残留的生物技术进行概括总结,并对微生物处理技术的不足和发展方向进行展望。     

氟喹诺酮类抗生素及耐药基因污染控制的研究进展北大核心CSCD

氟喹诺酮类抗生素属于喹诺酮类抗生素,是一类人畜通用的抗生素。近年来,被广泛应用于人类和畜牧、水产等养殖业领域,然而其大量使用,造成在环境中的不断残留和累积,给自然环境和人类健康造成了较大威胁。现有研究表明,微生物降解是有效去除氟喹诺酮类抗生素残留污染的有效方法之一。本文总结和介绍了近年来氟喹诺酮类抗生素微生物降解单株菌和混合菌群、微生物降解酶、降解途径以及微生物降解氟喹诺酮类抗生素的实际应用,并对目前氟喹诺酮类抗生素微生物降解研究中存在的问题进行了分析,以及对未来氟喹诺酮类抗生素微生物降解研究的重点进行了探讨,以期为后续的研究提供参考。     

微生物降解磺胺甲恶唑的研究进展

抗生素是一类难降解、低浓度就有高生态毒性效应的化合物,近年来被归为新型环境污染物,其环境残留与去除备受关注。作为广泛使用的抗生素之一,磺胺甲恶唑在水土环境中的残留量不断增加,检出率也越来越高。研究表明,磺胺甲恶唑是少数几种可被微生物降解的抗生素之一,微生物降解法是最具潜力的残留磺胺甲恶唑去除手段。本文总结了磺胺甲恶唑在土壤、沉积物、活性污泥、混合菌群、酶等条件下的降解及已分离的具有降解能力的单菌株对磺胺甲恶唑的降解情况,包括其降解效率、降解条件等,归纳了目前磺胺甲恶唑微生物降解的主要分类,并讨论了影响磺胺甲恶唑降解的两个特有因素。指出从分子生物学及生物信息学角度研究其降解途径,降解菌、降解菌群的人工构建及其在含磺胺甲恶唑污水处理中的应用与效果评价等应为今后磺胺甲恶唑生物降解与应用研究的重点。     

土壤中抗性基因的产生,扩散传播以及消减的研究进展

近年来,土壤中残留的大量抗生素不可避免的导致耐药微生物和抗性基因的增加和扩散,引起一系列土壤污染和生态风险。作为一类新兴污染物,抗性基因的污染水平已经远远超出我们的预想,因此对土壤中抗性基因的分布水平、扩散传播及消减技术的研究刻不容缓。本文对国内外土壤中抗生素和抗性基因残留水平进行了总结分析,探讨了土壤中抗性基因的产生、扩散的内在动力和机制。同时,分析了土壤中抗性基因分布和扩散的影响因素,如:抗生素残留水平,土壤理化性质和环境条件等。在此基础上,探讨了土壤抗性基因阻隔和消减技术,包括传统降解方法:高温,光照催化、微波-H2O2-微生物联合处理技术等,并提出新型消解技术:取代活性基团、靶位修饰以及改变外排泵的通透性等。讨论未来在控制抗性基因生态风险,降低其在土壤中的丰度,有效阻截技术的发展趋势。     

以树代粮,肥了牛羊

正畜牧业的快速发展为人类提供了各种各样的肉、蛋、奶等畜产品,但人们也感觉到了畜产品的原有风味不再有,并且还担心畜产品的安全问题。尤其是近年来用药和饲料引起畜产品的安全问题此起彼伏,为了促进畜禽生长和预防疾病,大量使用抗生素,随之产生的耐药性、药物残留等问题严重危害了人体健康。特别是"瘦肉精"和"三聚氰胺"等事件加剧了人们对现代畜禽产品的担忧。那么向消费者提供无污染、无药物残留的畜产品已成为我们义不容辞的责     

牛奶中残留抗生素免疫检测方法研究进展

抗生素已经被广泛应用于人类及动物细菌感染的治疗与预防中,但由于它们有可能被添加至动物饲料中,而导致牲畜及牛奶中抗生素残留量超过最大残留允许量,因此抗生素使用的水平是否会造成对人类健康的危害成为人们持续关注的问题.为了测定抗生素残留的含量,人们正在研发准确、简单和低成本的新型检测方法.几类用于检测牛乳及乳制品中残留抗生素的方法已经建立,包括仪器分析方法、微生物检测法和免疫检测法等.主要综述基于抗原抗体特异性识别原理的免疫分析技术以及免疫传感器、蛋白芯片与表面等离子体共振(SPR)等几种新的免疫检测方法,阐述这些方法所具有的简便、成本低、高灵敏和特异性好等特点.     

新型环境污染物抗生素的分子生态毒理研究进展

人们在农业畜牧业和治疗人类疾病的过程中大量使用抗生素,由于抗生素自身独特的代谢特点,导致了抗生素在包括水体和土壤等环境介质中的残留,并因此导致对不同生物及生态系统产生广泛而深远的影响。本文概述了目前抗生素分子生态毒理学方面的研究进展,并阐述了抗生素对生物及生态系统的各分子水平的毒性机理及分子标记物研究情况,对于一些较新的分子诊断方法也进行了总结。最后,分析了抗生素分子生态毒理研究存在的不足,并探讨了今后的研究重点。     

微生物学检测技术在食品抗生素残留检测的研究应用

抗生素的普遍应用使得其在食品中广泛残留,对人体健康造成严重危害。目前,用于食品抗生素残留检测方法较多,微生物法是常用的筛选方法之一,具有简便、经济、高通量、特异性及灵敏度好等优点。本研究综述了微生物法在检测食品中抗生素残留的优缺点和影响因素等应用情况。     

土壤环境中典型抗生素残留及其与微生物互作效应研究进展

抗生素大量不规范使用,其残留对环境和人类健康造成严重威胁。污水灌溉和生物有机肥的施用使土壤成为抗生素的主要归趋地之一,抗生素残留对土壤微生物产生不同程度的影响。首先综述了土壤抗生素污染现状,进一步论述了土壤抗生素残留对抗性基因诱导和微生物群落结构的影响,重点介绍了微生物方法在去除抗生素污染方面的重要作用,并指出了土壤抗生素污染研究中存在的问题,对今后主要研究方向进行展望。     

丁酸梭菌的应用及对食品安全的影响

丁酸梭菌不仅能够调节畜禽肠道微生态平衡,提高免疫力,产生益生物质,而且能够促进有益菌群繁殖。作为一种新型的饲料添加剂,它具有绿色、无污染、无药物残留等优点,能够减少动物性食品的抗生素残留,对常见致病菌具有拮抗作用,可以作为抗生素的优选替代品。丁酸梭菌的应用对食品安全具有重要的意义,文章对丁酸梭菌的应用及其对食品安全的影响进行综述,为其进一步应用提供科学依据。     

大环内酯类抗生素微生物降解的研究进展

大环内酯类抗生素是一类以大环内酯为母核的广谱抗生素。近些年,由于人们对其不规范的生产和使用,抗生素污染成为了重要的环境问题。大量研究表明,微生物降解是现阶段处理抗生素污染的最理想方法。为进一步推动大环内酯类抗生素生物降解的研究,文中概述了大环内酯类抗生素的环境污染现状、微生物降解菌株、降解酶、降解途径和降解大环内酯类抗生素的微生物处理方法,并对大环内酯类抗生素生物降解亟待解决的瓶颈问题进行了讨论,以期为微生物降解后续研究提供参考。     

四环素类抗生素降解途径及其主要降解产物研究进展

四环素类抗生素在生产和贮存过程中会发生一系列非生物降解反应,其中某些代谢及降解产物,与母体相比,虽然其活性降低,但毒性却大大增强.此类抗生素随着畜禽废弃物等途径进入到环境中,随环境条件的不同将发生一种或多种降解反应,其降解方式除了非生物降解外,还包括生物降解.本文综述了四环素类抗生素在不同生态环境中的降解途径以及降解产物,并对今后的研究方向进行了探计,旨在为其生态风险评价提供有价值的参考.     

酵母中甾醇定向存储转运及理性强化技术研究进展

大环内酯类抗生素是一类以大环内酯为母核的广谱抗生素。近些年,由于人们对其不规范的生产和使用,抗生素污染成为了重要的环境问题。大量研究表明微生物降解是现阶段处理抗生素污染的最理想方法。为进一步推动大环内酯类抗生素生物降解的研究,文中概述了大环内酯类抗生素的环境污染现状、微生物降解菌株、降解酶、降解途径和降解大环内酯类抗生素的微生物处理方法,并对大环内酯类抗生素生物降解亟待解决的瓶颈问题进行了讨论,以期为微生物降解后续研究提供参考。     

ELISA检测技术在畜产品抗生素类药物残留检测中的应用

畜产品中药物残留主要包括抗生素类、磺胺药类、呋喃药类、抗球虫类、激素药类和驱虫药类药物.而抗生素类药物是一种应用最广、种类最多的药物,在畜产品中的残留更严重,目前对于畜产品中抗生素类药物残留的检测方法很多;ELISA检测技术因其灵敏度高,特异性强,仪器设备要求不高,测定成本低,方法快速、简便,试剂保存时间较长,自动化程度高,无放射性同位素污染等优点,成为畜产品中药物残留目前最理想的检测技术之一.就ELISA检测技术在畜产品中抗生素类药物残留检测中的应用和进展进行了归纳总结.     

植物多酚对畜禽肠道健康的保护作用研究进展

肠道疾病造成畜牧业的巨大经济损失,畜禽肠道健康对于畜禽养殖具有重要意义.传统方式一直将抗生素应用于畜禽肠道疾病防治中,极易造成抗生素滥用,也极大地限制了现代畜牧业的健康发展.抗生素替代是产业需求,而植物多酚作为无毒副作用、无药残的抗生素替代物之一,在畜禽生产及畜禽疾病中有广泛的应用价值.本文主要从植物多酚作为抗生素替代品在畜禽生产中的应用,对畜禽肠道的保护功效,以及对畜禽肠道健康的保护作用机制三个方面对其研究进展进行了综述.