生态补水对城市湿地抗性组与病原体传播的宏基因组学洞察

本研究通过宏基因组学方法，揭示了钱塘江生态补水对西溪国家湿地公园抗生素抗性基因（ARGs）、移动遗传元件（MGEs）、毒力因子（VFs）及病原体分布的深远影响。研究发现补水工程成为抗性组传播的通道，同时湿地自净能力可降低其丰度，但部分ARGs和MGEs仍会在湿地内部富集，凸显了水源预处理和沉积物修复等风险管控策略的必要性。

　　

Highlight

城市湿地日益依赖生态补水来应对干旱，但补水工程对抗性组和病原体传播的附带影响尚不明确。本研究通过宏基因组学分析发现，湿地公园与外部河流环境共享绝大多数抗性组类型，其丰富度随补水口距离增加而下降，表明河流至湿地的补水充当了抗性组组分和病原体广泛传播的通道，同时湿地的自净能力也发挥作用。然而，一小部分抗生素抗性基因（ARGs）和移动遗传元件（MGEs）在湿地内部显著富集。

Discussion

城市湿地面临着为缓解干旱而设计的水文工程干预带来的日益增长的压力，然而这些工程对抗性组和病原体传播的附带影响仍未得到充分解析。本研究采用宏基因组学方法评估了钱塘江补水如何重构西溪国家湿地公园的生物污染。我们的结果显示，湿地公园与外部河流环境共享绝大多数抗性组类型，没有发现显著差异。冗余分析（RDA）和多元回归模型（MRM）揭示了某些抗生素是抗性组组成的影响因素。值得注意的是，抗性组丰富度随着与补水源距离的增加而下降。这种现象表明，河流至湿地的补水充当了一个导管，促进了抗性组组分和病原体向湿地的广泛传播，同时湿地的自净能力也扮演了角色。尽管如此，一小部分抗生素抗性基因（ARGs）和移动遗传元件（MGEs），如多重耐药基因和转座酶基因，在湿地内部显著富集，这可能与湿地内部特定的环境选择压力（如沉积物特性、微生物群落结构）有关。这些发现强调了在规划和管理生态补水项目时，需要综合考虑其对抗菌素耐药性风险的影响。

Conclusions

来自周边河流的生态补水对城市湿地生态系统构成了新兴的生态挑战。我们的研究揭示，西溪国家湿地公园蕴藏着大量的抗生素抗性基因（ARGs）、移动遗传元件（MGEs）、毒力因子（VFs）和病原体库，其中许多在组成上与外部补水源——钱塘江——表现出趋同性。尽管湿地抗性组丰富度随着与补水口距离的增加而下降，表明湿地具有一定的自净能力，但部分抗生素抗性基因（ARGs）和移动遗传元件（MGEs）的内部富集提示了局部风险放大的可能性。因此，生态补水在带来水文效益的同时，也可能引入或放大生物污染风险。 collectively, 这些结果凸显了城市湿地补水的生态风险，并强调需要采取源头水预处理和湿地沉积物修复等缓解策略，以平衡湿地恢复与公共卫生保护的目标。