黑水虻幼虫肠道中粪便来源的抗生素抗性基因的富集风险及其驱动因素

《npj Antimicrobials and Resistance》：Enrichment risk and drivers of manure-derived antibiotic resistance genes in black soldier fly larval gut

　　

摘要

黑水虻幼虫在将动物粪便转化为蛋白质方面具有巨大潜力，但在此过程中幼虫肠道中抗生素抗性基因富集的风险仍不明确。本研究通过宏基因组学和转录组学分析，探讨了黑水虻处理鸭粪时的这一风险。研究结果表明，在黑水虻处理系统中，粪便中的抗生素抗性基因的丰度和多样性随时间显著下降。同时，幼虫肠道中的抗生素抗性基因的总丰度和转录活性也明显低于粪便中的水平。不过，序列比较分析表明，粪便中的细菌群落与幼虫肠道中的细菌群落之间可能存在抗生素抗性基因的交换。Klebsiella、Escherichia、Citrobacter和Pseudomonas被确定为肠道中的主要宿主。这些来自粪便的抗生素抗性基因的富集与动态变化，是由物理化学性质的变化（尤其是有机物含量和总氮含量）、移动遗传元素以及细菌群落结构共同决定的。验证实验表明，调节这些关键的物理化学因素可以降低幼虫肠道中抗生素抗性基因的丰度。总体而言，本研究指出了粪便来源的抗生素抗性基因在黑水虻肠道中富集的风险，明确了主要的宿主和影响因素，并提出了切实可行的策略，以保障黑水虻应用的安全性。