《Food Research International》：Temporal dynamics of the antibiotic resistome in pepper fruits: The trade-off between phytochemical defenses and heavy metal-induced co-selection
编辑推荐：
•牛角椒在可食用组织中表现出最高的抗生素抗性基因（ARG）积累风险。•辣椒品种对特定 ARG 亚型表现出不同的富集偏好。•随着收获期的推进，辣椒果实中的 ARG 丰度显著增加。•内源性辣椒素类物质充当了阻止 ARG 增殖的生物屏障。•在晚收获果实中，重金属的共选择作用压过了植
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牛角椒在可食用组织中表现出最高的抗生素抗性基因（ARG）积累风险。
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辣椒品种对特定 ARG 亚型表现出不同的富集偏好。
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随着收获期的推进，辣椒果实中的 ARG 丰度显著增加。
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内源性辣椒素类物质充当了阻止 ARG 增殖的生物屏障。
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在晚收获果实中，重金属的共选择作用压过了植物化学物质的防御作用。
引言
抗生素抗性基因（ARGs）在农业生态系统中的传播是在“全健康”框架内对全球食品安全构成的重大挑战（Djordjevic 等，2024 年；Tiedje 等，2023 年）。集约化辣椒（Capsicum spp.）栽培已成为抗微生物药物抗性传播的潜在热点（Zhao 等，2026 年）。为了维持每年超过 4000 万吨的全球产量，辣椒栽培经常依赖有机肥改良，这可能引入残留抗生素并对土壤微生物群落施加持续的选择性压力（Shen 等，2026 年；Wu 等，2026 年；Zhou 等，2025 年）。这些压力促进了 ARG 的富集，并推动了根际内的水平基因转移（HGT）（Yang 等，2025 年；Zhang 等，2025 年）。因此，抗性决定因子可以从受污染的土壤转移到可食用的植物组织中。这通过农产品的消费，为 ARG 进入人类食物链提供了一条潜在途径。
在土壤 - 辣椒系统中，ARG 的传播被认为涉及选择性生态过程，而不仅仅是被动扩散（Chawla 等，2026 年；Lee 等，2026 年）。与主要与空气中微生物输入相互作用的叶菜类蔬菜不同，辣椒具有复杂的物理和化学防御机制，可能调节微生物定殖和抗性组的组装（Li 等，2022 年；Xue 等，2023 年）。在早期发育阶段，根系分泌物（如有机酸和酚类化合物）会改变根际微生物群落，并可能影响携带 ARG 的类群丰度（Engin 等，2025 年；Hafner 等，2025 年；Park 等，2024 年）。随着植物的成熟，维管组织内木质素和纤维素的沉积可能会进一步限制微生物从根部到地上组织的迁移（Jones 等，2025 年）。此外，辣椒果实中的内源性辣椒素作为重要的植物化学物质，通过选择性抗菌活性塑造内生微生物群落及其相关的抗性组（Jin 等，2024 年；Yasir 等，2022 年）。
然而，植物介导的 ARG 动态调节进一步受到外部非生物胁迫因素的复杂化，特别是农业土壤中重金属的积累。镉（Cd）、铜（Cu）和铅（Pb）等金属可以通过涉及多药外排系统和连锁遗传元件的机制促进 ARG 共选择（Fu 等，2021 年；Sun 等，2025 年；Wang 等，2025 年；Zhao 等，2021 年）。此外，重金属胁迫可能会改变根系分泌模式，进而影响抗生素抗性微生物种群的招募（Guan 等，2025 年；Li 等，2025 年）。尽管有这些观察，环境污染物与植物源性化学防御之间的时空相互作用仍了解甚少。特别是，品种变异、次生代谢产物的动态变化以及金属积累对 ARG 进化和传播的协调影响尚未得到充分阐明。解决这一知识空白对于开发针对特定品种的策略以减轻农业生态系统中的 ARG 风险至关重要。
本研究调查了三个主要辣椒品种在发育阶段整个过程中 ARG 动态的多因素驱动因素。采用整合宏基因组和定量分析来表征土壤 - 植物连续体中 ARG 的时间演替。具体而言，确定了影响连续收获阶段辣椒果实中 ARG 谱的关键因素。研究结果为植物内部微环境如何在复杂污染物压力下调节抗性组动态提供了新的见解。此外，本研究支持开发针对特定品种和生长阶段的管理策略，以减轻抗生素抗性沿食物链的传播。
章节摘要
盆栽实验
土壤样品采集自中国湖南省湘潭农业研究所（112.50°E，27.52°N）的蔬菜栽培基地。三个辣椒品种（红簇椒、牛角椒和线椒）的幼苗获取自湘潭蔬菜苗圃中心。盆栽实验在湘潭大学校园内进行。在每个收获阶段，采集土壤、根、茎、叶和果实（包括种子）各六个样品
不同辣椒品种表现出对不同 ARG 亚型的选择性富集
在三个品种中，牛角椒果实表现出最高的 ARG 负担。在三个收获阶段中，该品种的总 ARG 丰度范围从 2.40 × 10?2 到 7.80 × 10?2 拷贝/g，分别比红簇椒和线椒增加了 16.68 倍和 2.76 倍（图 1 和 S2）。此外，所有品种都表现出明显的 ARG 时间积累。第三次收获时线椒中 tetM 的丰度达到了 4.90 × 10?4
辣椒素浓度与辣椒果实中 ARG 丰度呈负相关
红簇椒和小辣椒中的辣椒素和二氢辣椒素浓度始终超过 10 mg/kg。尽管它们辛辣度高，但这些品种的总 ARG 丰度低于较温和的辣椒品种（图 4c）。统计分析显示内源性辣椒素浓度与 ARG 丰度之间存在显著的负相关（图 1、S2、4c 和 d）。这种反向关联在整个果实发育过程中得以维持。在红簇椒中，
讨论
不同辣椒品种的抗性组谱型表现出品种特异性的模式和时间动态。此外，微生物群落沿着土壤 - 根 - 果实连续体具有明显的结构，突显了植物介导的生态过滤在塑造 ARG 组装中的关键作用（Li 等，2024 年；Sharma 等，2025 年）。ARG 内化进入植物组织不太可能代表被动扩散过程，而是一种选择性生态过程（Chen 等，2025 年；
结论
在三个连续收获阶段中，牛角椒中 ARG 的总相对丰度分别为 7.43 × 10?2、2.40 × 10?2 和 7.80 × 10?2 拷贝/g。这些值分别比红簇椒和线椒中检测到的值高出 16.68 倍和 2.76 倍。在整个收获期内，辣椒素浓度始终与抗生素抗性基因的丰度呈负相关。在收获的后期，辣椒素
CRediT 作者贡献声明
刘新刚：撰写 – 初稿，可视化，方法论，概念化。冯彩燕：可视化，方法论，概念化。范青青：监督，形式分析，数据管理。李峰：撰写 – 审查与编辑，资金获取。刘杰：撰写 – 审查与编辑，可视化。易胜伟：撰写 – 审查与编辑，数据管理。卢海南：撰写 – 审查与编辑，调查。吴宇军：撰写 – 审查与编辑，方法论。刘云：撰写 –
竞争利益声明
作者声明他们没有任何已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本论文报告的工作。
致谢
本研究得到了 国家环境保护工程技术中心 城市土壤污染控制与修复专项基金（USCR-202208）、湖南省研究生科学研究创新项目（编号 CX20240629）以及湖南省高校新污染物环境行为与协同治理 科学技术创新研究团队 的支持。
刘新刚 |冯彩燕 |范青青 |李峰 |刘杰 |易胜伟 |卢海南 |吴宇军 |刘云 |田江
