猪粪生物炭转化技术对蔬菜内生菌抗生素耐药性的调控机制研究

针对畜禽粪便农用导致抗生素抗性基因(ARGs)通过食物链传播的公共卫生风险，浙江大学团队创新性提出将堆肥猪粪转化为生物炭的干预策略。通过高通量定量PCR和微生物组分析发现，生物炭处理使蔬菜内生菌中ARGs和移动遗传元件(MGEs)多样性显著降低，病原相关菌丰度降至对照水平，为阻断ARGs从土壤-植物-人类的传播链提供了关键技术支撑。

　　

抗生素耐药性已成为全球公共卫生的重大威胁，每年导致数百万人死亡。畜禽粪便作为抗生素抗性基因(ARGs)的重要储库，其农业利用可能使耐药基因通过食物链传播至人体。尤其令人担忧的是，蔬菜内生菌携带的ARGs无法通过清洗去除，直接威胁人类健康。虽然堆肥是常见的粪便处理方式，但研究表明其难以有效消除ARGs，甚至可能通过水平基因转移(HGT)加剧耐药性传播。面对这一严峻挑战，浙江大学联合国内外团队在《Environmental Pollution》发表重要研究成果，首次系统评估了猪粪生物炭转化技术对蔬菜内生菌抗生素耐药性的调控作用。

研究采用高通量定量PCR技术检测了99种ARGs和7种MGEs，结合微生物组测序分析，通过盆栽实验比较了堆肥与生物炭处理对小白菜内生菌的影响。样本来自浙江嘉兴两个规模化养猪场的粪便，经堆肥后部分转化为生物炭，以未施肥土壤作为对照。

Pot experiment
实验设计严格模拟农业生产条件，采用中国典型的始成土(Inceptisol)种植小白菜，确保研究结果具有实际指导价值。

Turning composted pig manure into biochar decreased the diversity and abundance of ARGs in vegetable endophytes
研究发现，与堆肥处理相比，生物炭使根部内生菌ARGs数量从19-41个降至接近对照水平，叶片内生菌ARGs从9-23个显著减少。MLSB类(大环内酯-林可酰胺-链阳霉素B)和多重耐药基因丰度降幅最大。值得注意的是，生物炭处理组病原相关菌的丰度与未施肥对照组相当，证实了该技术的安全性。

Conclusions and perspectives
研究表明，猪粪生物炭通过三重机制发挥作用：物理吸附减少细菌迁移、改变微生物群落结构降低HGT风险、减轻重金属等共选择压力。该技术使内生菌ARGs多样性降低57.3%，为阻断"土壤-植物-人类"耐药性传播链提供了创新解决方案。研究团队建议将生物炭转化纳入畜禽粪便处理标准，这对实现One Health目标具有重要实践意义。

这项研究的突破性在于首次证实了有机废弃物热化学转化技术对植物内生菌耐药性的调控作用，为食品安全干预提供了新思路。未来研究可进一步优化生物炭制备参数，并在大田条件下验证其长期效果，推动该技术在我国生态农业中的规模化应用。