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β-内酰胺类菌渣肥对生菜根际土壤细菌及抗性基因的影响

石礼虎 吴昊 田书磊 周睫雅 吴宗儒 李潇鼎 吴骞 周秀艳

石礼虎, 吴昊, 田书磊, 周睫雅, 吴宗儒, 李潇鼎, 吴骞, 周秀艳. β-内酰胺类菌渣肥对生菜根际土壤细菌及抗性基因的影响[J]. 环境科学研究.
引用本文: 石礼虎, 吴昊, 田书磊, 周睫雅, 吴宗儒, 李潇鼎, 吴骞, 周秀艳. β-内酰胺类菌渣肥对生菜根际土壤细菌及抗性基因的影响[J]. 环境科学研究.
Effect of β-lactam-based bacterial residue fertilizer on lettuce inter-root soil bacteria and antibiotic resistance genes[J]. Research of Environmental Sciences.
Citation: Effect of β-lactam-based bacterial residue fertilizer on lettuce inter-root soil bacteria and antibiotic resistance genes[J]. Research of Environmental Sciences.

β-内酰胺类菌渣肥对生菜根际土壤细菌及抗性基因的影响

Effect of β-lactam-based bacterial residue fertilizer on lettuce inter-root soil bacteria and antibiotic resistance genes

  • 摘要: β-内酰胺类菌渣的资源化处理已成为生物制药企业急需解决的问题。为探究β-内酰胺类菌渣资源化产物是否满足《有机肥料》(NY 525—2021)标准,施加后是否会对作物根际土壤微生物产生显著影响及是否导致ARGs(抗生素抗性基因)的富集等问题,该研究选用经水热干燥喷雾(HT+SD)处理后的头孢菌渣和板框压滤(MD)处理后的青霉素菌渣为研究对象,以空白组、化肥处理组为对照,各施肥处理均采用高施用量(1%)和低施用量(0.5%)两种肥料投加量进行盆栽实验。通过16S rRNA及HT-qPCR方法研究了菌渣肥对生菜根际土壤细菌多样性、物种组成、ARGs以及MGEs(可移动遗传元件)的影响。结果表明:在经过无害化处理后的菌渣中,残留抗生素远低于HPLC-MS检出限(<6.78 μg/kg),含水率降低95%,重金属、有机质等指标均能满足《有机肥料》(NY 525—2021)要求;相较于施肥量,施肥类型对土壤细菌群落结构的影响更明显,其中,两种菌渣处理组Shannon-Wiener指数显著高于化肥处理组(P<0.05);两种菌渣的施用均没有改变土壤细菌组成,各处理组中最丰富的皆为变形菌门(相对丰度为34.8%~48.1%);高施用量青霉素菌渣组和低施用量头孢菌渣组的ARGs数目和总相对丰度均显著高于对照组(P<0.05),而低施用量的青霉素菌渣和高施用量的头孢菌素菌渣处理组中ARGs数目和相对丰度与空白对照组均无显著性差异(P>0.05),但两种菌渣的施用都没有改变土壤细菌的抗性机制;ARGs的变化与外源性DNA的引入以及土壤特征菌相关,其中假单胞菌属与mexE、ttgA和ttgB三种ARGs表现出极强的相关性(相关系数分别为0.93、0.90、0.84)。研究显示,经HT+SD和MD技术处理后的抗生素菌渣可以资源化为安全有效的农业替代肥。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-11-02
  • 录用日期:  2023-01-05
  • 修回日期:  2022-12-27
  • 网络出版日期:  2023-01-13

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