沉水植物对抗生素及抗性基因的协同去除：机制解析与生态修复意义

《Bioresource Technology》：Phytoremediation of antibiotics and antibiotic resistance genes (ARGs) by submerged macrophytes: Synergistic removal and mechanistic insights

本综述系统探讨了黑藻（Hydrilla verticillata）对恩诺沙星（ENR）、四环素（TC）、磺胺甲恶唑（SMX）及抗生素抗性基因（ARGs）的协同去除效能与机制。研究发现植物主要通过调控微生物群落（如缓解抗生素胁迫、富集降解菌）而非直接吸收实现污染物去除，并显著降低ARGs和可移动遗传元件（MGEs）丰度（降幅7.21–86.8%）。路径模型揭示有植物时MGEs是ARGs动态主驱动力（路径系数0.840），无植物时抗生素选择压力主导（0.875），为水生环境抗性基因风险控制提供了新策略。

　　

Highlight

本研究聚焦典型生态修复植物黑藻（Hydrilla verticillata），系统揭示了其在水生系统中对抗生素和ARGs的协同调控作用。结果带来三大新发现：首先，在抗生素胁迫下，黑藻不仅能提升抗生素去除率，还可抵消抗生素引发的ARGs升高，显著降低ARGs和MGEs丰度。其次，其调控作用不依赖直接吸收，而是以微生物为核心途径：通过缓解抗生素对微生物群的抑制、维持群落多样性，并富集降解功能菌群。第三，植物通过增强微生物多样性、缩小潜在宿主范围、简化ARGs传播网络，有效抑制了ARGs扩散风险。

Environmental implications and limitations

本研究验证了黑藻作为修复剂的选择价值：即使在高压环境下，它仍能提升抗生素去除率并抑制ARGs增殖，这证实了其在中重度污染水体中的适用性。结果从微观机制层面揭示了沉水植物在水生抗生素污染治理中的协同优势。同时，沉水植物具有成本效益和生态兼容性，为实际应用提供了潜力。但研究也存在局限性，如未评估长期修复效果及植物衰亡后ARGs的再释放风险，需后续研究深入探索。

Conclusion

本研究以生态修复典型植物黑藻为对象，阐明了其在水生系统中对抗生素和ARGs的协同调控机制。结果表明：第一，黑藻在抗生素胁迫下可增强抗生素去除并抑制ARGs升高，降低ARGs和MGEs丰度；第二，其作用依赖微生物途径而非直接吸收；第三，植物通过提升微生物多样性、限制宿主范围、简化传播网络，降低ARGs扩散风险。这些发现为利用水生植物修复抗生素污染水体、遏制抗菌素耐药性提供了新见解。