深海水体网箱短期养殖对Trachinotus ovatus抗生素抗性基因迁移性的影响研究

【字体: 时间:2025年06月25日 来源:Aquacultural Engineering 3.6

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  针对深海水体网箱养殖环境中抗生素抗性基因(ARGs)的分布与迁移风险不明的问题,研究人员通过环境参数测定、宏基因组组装和分箱技术,揭示了养殖活动后fosmidomycin-、MLS等ARGs丰度降低,而diaminopyrimidine-、rifamycin-等ARGs显著增加的现象,明确了Gammaproteobacteria(36.29%)和Alphaproteobacteria(16.9%)为主要宿主,并发现质粒介导的ARGs水平转移风险升高,为深海养殖环境评估与污染防控提供了理论依据。

  

随着全球水产养殖业向深海拓展,环境可持续性问题日益凸显。尽管深海水体网箱养殖被认为生态影响较小,但其对抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes, ARGs)迁移的潜在风险尚不明确。ARGs作为微生物对抗生素产生耐药性的遗传基础,可能通过水平基因转移(Horizontal Gene Transfer, HGT)在环境中扩散,威胁人类健康和生态安全。中国科学院的科研团队以珠海桂山岛深水网箱养殖区为研究对象,聚焦鲳鱼(Trachinotus ovatus)养殖前后水体及沉积物中ARGs的动态变化,揭示了深海养殖活动对微生物耐药性演化的深远影响。

研究采用环境参数测定、宏基因组组装(metagenomic assembly)和分箱(binning)技术,结合宿主分类与移动遗传元件分析。样本来自养殖区及对照区,覆盖养殖前、后两个时间点,确保数据可比性。

研究结果

  1. ARGs丰度与类型变化:养殖后,靶向MEP途径的fosmidomycin-ARGs、MLS(大环内酯类-林可酰胺类-链阳霉素类)相关ARGs丰度下降,而干扰叶酸代谢的diaminopyrimidine-ARGs、抑制蛋白质合成的aminoglycoside-ARGs及多药耐药基因显著增加,表明养殖活动可能选择性地富集特定耐药机制。
  2. 宿主分布特征:38个细菌类群(19门)携带ARGs,其中Gammaproteobacteria(γ-变形菌纲)占比最高(36.29%),Alphaproteobacteria(α-变形菌纲)次之(16.9%),提示这两类微生物为ARGs传播的关键媒介。
  3. 迁移风险升高:部分ARGs(如mupirocin-相关基因)优先定位于质粒,且养殖区水体中质粒、病毒等移动遗传元件(Mobile Genetic Elements, MGEs)丰度普遍上升,显著增强了ARGs的HGT潜力。

结论与意义
该研究首次系统阐明了深海水体网箱养殖对ARGs迁移性的促进作用,尽管环境参数变化微小,但微观层面的基因流动风险不容忽视。成果为完善深海养殖环境评估指标体系提供了科学依据,并提示需针对性调控Gammaproteobacteria等宿主微生物以控制特定ARGs扩散。此外,质粒介导的耐药性传播机制为开发海洋污染修复技术指明了新方向。论文发表于《Aquacultural Engineering》,对全球水产养殖业的可持续发展具有重要指导价值。

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