畜禽粪便有机肥施用下土壤-洋葱系统中抗生素抗性基因(ARGs)的传播机制及酚酸代谢调控研究

针对有机肥施用导致抗生素抗性基因(ARGs)通过食物链传播的风险，本研究通过宏基因组和高通量定量PCR技术，揭示了猪粪/羊粪有机肥促进ARGs在洋葱根球组织富集的规律，发现根分泌物中槲皮素和p-香豆酸显著增强RP4质粒接合转移，为评估土壤-作物系统ARGs传播风险提供了关键数据。

　　

抗生素耐药性已成为全球公共卫生领域的重大挑战，而通过生食蔬菜传播的食源性疾病中，抗生素抗性基因(ARGs)的扩散是重要诱因。中国作为全球洋葱产量第一大国，其生食习惯更易导致ARGs经食物链传递。尽管畜禽粪便有机肥能提高产量，但其携带的ARGs可能通过土壤-植物系统传播，目前实际农业环境中这种传播机制尚不明确。

西北农林科技大学的研究团队在《Soil Security》发表研究，通过田间试验结合分子生物学技术，首次系统解析了猪粪/羊粪有机肥对土壤-洋葱系统ARGs传播的影响。研究发现，施肥使洋葱鳞茎中ARGs丰度提升2-4倍，根部分离出5株多药耐药内生菌（含链霉菌属和拟杆菌属），并证实根分泌物中的山奈酚(35-140 μg/L)和对香豆酸(2.5-10 μg/L)能显著促进RP4质粒在洋葱内生菌（芽孢杆菌属和类芽孢杆菌属）中的接合转移。

研究采用宏基因组测序分析微生物群落结构，通过HT-qPCR检测286种ARGs亚型，结合高效液相色谱(HPLC)定量酚类代谢物，并建立体外接合转移实验验证关键代谢物的调控作用。田间试验设置猪粪(P)、羊粪(S)和不施肥(CK)三组，采集种植期和收获期洋葱根际土壤、根部和鳞茎样本。

研究结果显示：1）有机肥引入99种新ARGs亚型，洋葱鳞茎中高风险基因tetX和mexE与土壤共现；2）猪粪处理使鳞茎ARGs潜在暴露风险提升20%以上；3）内生菌宿主细菌群落变化与ARGs丰度显著相关；4）根分泌物通过调控质粒接合效率影响ARGs传播。

该研究首次阐明酚类代谢物在土壤-洋葱系统ARGs传播中的调控作用，为制定有机肥安全使用标准提供理论依据。发现的多药耐药内生菌及关键代谢物靶点，对开发ARGs传播阻断技术具有重要价值。研究建议在有机肥预处理中针对性降解残留抗生素，并通过调控根分泌物成分降低ARGs转移风险，这对保障生食蔬菜安全具有现实意义。