纳米氧化锌缓解烟嘧磺隆诱导的青贮玉米抗生素抗性基因扩散机制研究

本研究发现农药烟嘧磺隆会显著增加青贮玉米中抗生素抗性基因（ARGs）的丰度和传播风险，而纳米氧化锌（ZnO NPs）可通过调节微生物群落结构、抑制移动遗传元件（MGEs）活性有效缓解该效应。研究通过宏基因组学和高通量定量PCR技术，揭示了农药胁迫下ARGs的扩散机制及纳米材料的干预潜力，为饲料安全生产提供了新策略。

　　

Highlight

烟嘧磺隆胁迫显著提升了青贮玉米中抗生素抗性基因（ARGs）的多样性和总丰度（P< 0.05），富集了如Pantoea、Escherichia和Klebsiella等ARGs宿主菌属，并强化了ARGs与移动遗传元件（MGEs）的关联网络。纳米氧化锌（ZnO NPs）的添加则通过抑制关键ARGs（如bacA、tetM和ermB）的表达、提升微生物多样性、促进有益菌属（如Levilactobacillus和Companilactobacillus）生长，有效降低了ARGs-MGEs-微生物共现网络的复杂性。

Discussion

环境中抗生素抗性基因（ARGs）的广泛存在对公共健康构成严重威胁。青贮饲料作为反刍动物的主要膳食来源，其ARGs的传播风险不容忽视。本研究证实烟嘧磺隆胁迫通过重塑细菌群落结构（如富集ARGs宿主菌）和激活MGEs，促进了青贮玉米中ARGs的水平基因转移（HGT）。而ZnO NPs的添加通过抑制病原菌增殖、削弱ARGs与MGEs的关联，展现出缓解农药诱导的ARGs扩散风险的潜力。结构方程模型进一步表明，细菌群落变化对ARGs增殖的解释力最强，其次为MGEs。

Conclusion

本研究揭示烟嘧磺隆可通过改变细菌群落结构和激活MGEs促进青贮玉米中ARGs的富集。ZnO NPs则通过调控微生物互作网络和抑制高风险菌属，展现出作为青贮饲料添加剂缓解ARGs污染的应用前景。该发现为农药污染饲料的ARGs防控提供了新思路。