亚抑制浓度抗生素暴露对水生微生物群落元素循环基因的调控作用及生态风险

《Journal of Hazardous Materials》：Effects of sub-inhibitory antibiotic exposure on elemental cycling genes in an aquatic microbial community

本研究发现亚抑制浓度抗生素（甲氧苄啶/林可霉素）虽不改变水生微生物群落元素循环基因多样性，但能显著降低碳、氮、硫代谢通路丰度，并诱导抗生素抗性基因（ARGs）与循环基因的共富集。通过宏基因组组装揭示ARGs与循环基因的物理连锁现象，证实抗生素污染可通过调控微生物互作网络影响全球生物地球化学循环。

　　

重点发现

抗生素暴露对元素循环基因及相关代谢通路的影响

采样水生微生物群落对甲氧苄啶和林可霉素的最低抑制浓度（MIC）分别为40 mg/L和>50 mg/L（详见我们近期发表的研究[13]）。因此，实验设置的七个浓度梯度——10 ng/L、100 ng/L、1 μg/L、10 μg/L、100 μg/L、1 mg/L和10 mg/L——均属于亚抑制暴露水平。为探究这些抗生素处理如何影响碳、氮、硫循环关键功能基因的相对丰度和多样性及其关联代谢通路，我们进行了深入分析。

结论与局限性

我们评估了亚抑制浓度抗生素污染对水生生态系统功能的潜在影响，重点关注碳、氮、硫循环及抗生素抗性。随着抗生素浓度升高，元素循环基因的多样性及其对应代谢通路的丰度呈现显著下降趋势。通过对比甲氧苄啶、林可霉素及其复合处理的结果发现...