鸡粪堆肥过程中莫能菌素残留对微生物群落的影响及抗生素抗性基因的衰减作用

《BMC Microbiology》：Effects of monensin residues on microbial community and the attenuation of antibiotic resistance genes during chicken manure composting

　　

摘要

背景

莫能菌素是一种聚醚类离子载体抗生素，被广泛用于预防球虫病并抑制革兰氏阳性细菌。堆肥被认为是一种有效降低粪便中抗生素抗性基因数量的方法。然而，莫能菌素较长的半衰期可能会对抗生素抗性基因的减弱过程产生选择压力，同时其潜在的生态风险尚不明确。

研究结果

本研究通过宏基因组学方法，分析了在鸡粪堆肥过程中（1天、15天和45天），莫能菌素残留对微生物群落的影响。结果表明，莫能菌素显著改变了堆肥过程中的微生物群落结构。它抑制了厚壁菌门和放线菌门的某些功能群体，尤其是芽孢杆菌属和链霉菌属。与此同时，它促进了包括变形菌门以及盐单胞菌属在内的耐受性菌群的生长。通过对六种具有代表性的抗生素抗性基因（aadD、ant2-I、sul1、sul2、tetZ和tetL）进行的qPCR检测显示，莫能菌素可能会减弱某些抗生素抗性基因的活性。此外，在堆肥的中期阶段，莫能菌素还增加了几种移动遗传元素的数量，尤其是整合子intI1和转座酶tnpA。共现网络分析表明，在莫能菌素的作用下，特定的抗生素抗性基因、移动遗传元素以及耐受性细菌之间存在更强的关联，这预示着抗生素抗性基因传播的风险可能会增加。

结论

莫能菌素可能通过改变微生物群落结构，并增加通过移动遗传元素传播抗生素抗性基因的风险，从而抑制粪便堆肥过程中抗生素抗性基因的减弱。本研究为畜禽废物处理以及莫能菌素的生态风险评估提供了理论依据。