微藻-土著好氧反硝化菌协同去除猪场废水中污染物及抗生素抗性基因的效率与机制解析

（编辑推荐）本研究构建了干旱区微藻-土著菌系统处理猪场废水(SW)，实现了NH4+-N/NO3?-N/PO43?-P>98%及抗生素抗性基因(ARGs)最高94.69%的去除率，揭示弯曲菌门(Campylobacterota)等宿主菌与转座子(Tn916)、整合子(sul1)驱动ARGs水平转移(HGT)的机制，为干旱区废水资源化提供技术支撑。

　　

Highlight

本研究构建的微藻-土著菌系统在干旱区猪场废水处理中展现出卓越性能：NH₄⁺-N、NO₃^?-N和PO₄^3?-P去除率均超98%，总ARGs清除率达66.97%（如四环素抗性基因tet最高去除94.69%）。微生物群落是污染物与ARGs消减的核心驱动力，而移动遗传元件(MGEs)和氮代谢通路则像幕后推手般调控ARGs命运。

关键发现

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  弯曲菌门(Campylobacterota)、假单胞菌门(Pseudomonadota)和拟杆菌门(Bacteroidota)是ARGs的"藏身之所"

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  微藻通过调控环境条件，像精准的生态工程师般抑制宿主菌丰度，同时富集功能菌属（如沙单胞菌Arenimonas和黄杆菌Flavobacterium）

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  转座子(Tn916s/tnpA)和整合子(sul1/Int-Tn916)像基因快递员般促进ARGs水平转移

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  好氧反硝化菌群落通过nirS/nirK基因将NO₂^?-N转化为NO，同步实现脱氮与ARGs削减

Conclusions

该微藻-土著菌系统不仅是污染物与ARGs环境风险的双重克星，更为干旱区废水回用提供了创新解决方案。研究首次揭示了ARGs在真实猪场废水中的迁移清除机制，为理解微藻-细菌互作在ARGs调控中的生态角色填补了知识空白。