中国典型土地利用类型土壤中抗生素抗性基因(ARGs)与可移动遗传元件(MGEs)的分布特征及生态风险研究

针对土壤中抗生素抗性基因(ARGs)与可移动遗传元件(MGEs)的传播风险问题，研究人员通过宏基因组分析180份中国不同土地利用类型土壤样本，揭示了森林与农田土壤ARGs多样性最高，并构建了整合基因丰度、宿主致病性和转移潜力的风险评估框架，为环境耐药性治理提供科学依据。

　　

抗生素耐药性已成为全球公共卫生的重大威胁，而土壤作为最大的环境耐药基因库，其抗性基因的传播机制却鲜有系统研究。尤其在中国这样农业活动密集的国家，土地利用方式对抗性基因(ARGs)和可移动遗传元件(MGEs)的驱动规律亟待揭示。吉林省教育厅和中國博士后科学基金资助的研究团队通过分析欧洲核苷酸档案库(ENA)中5.3TB的土壤宏基因组数据，首次绘制了中国五大土地利用类型（农田、森林、草原、城市绿地和裸地）中ARGs-MGEs的生态分布图谱，相关成果发表于《Environmental Research》。

研究采用宏基因组测序结合生物信息学分析，从10,257份土壤样本中筛选180个代表性样本，通过Kruskal-Wallis检验、冗余分析(RDA)和共现网络分析等方法，系统解析了ARGs-MGEs的传播特征。样本覆盖中国主要生态区，利用30米分辨率土地覆盖数据精确分类土地利用类型。

多维分析揭示土地利用驱动ARGs分布
研究发现862种ARGs亚型中有28种在95%样本中普遍存在，其中森林和农田土壤的ARGs多样性指数较裸地高1.8倍。通过PERMANOVA分析证实，土壤pH和有机碳含量是影响ARGs分布的关键环境因子（p<0.01）。

MGEs介导的基因转移网络
共现网络分析识别出12个显著ARGs-MGEs共现模块，其中转座酶基因IS₉₁与四环素抗性基因tet(M)的关联度最高（r=0.82）。城市土壤中质粒携带型ARGs占比达34%，显著高于其他类型土壤。

宿主-载体-环境三重风险评估
通过整合ARGs环境丰度、MGEs关联强度及宿主致病性，将267种ARGs亚型列为中高风险，其中bla_NDM-1（新德里金属β-内酰胺酶基因）在农田土壤中的检出率较2019年上升2.3倍。

该研究首次建立了土地利用-微生物组-抗性基因传播的关联模型，证实放线菌门(Actinomycetota)和变形菌门(Pseudomonadota)是主要ARGs宿主。研究提出的多指标风险评估框架为精准防控环境耐药性传播提供了决策工具，尤其对指导农业施肥和城市绿地管理具有重要实践价值。