土壤盐碱化对全球农业可持续性和粮食安全构成严重威胁 [1], [2]。面对日益增加的人口压力，盐碱土的有效开发，特别是高钠、高 pH 值盐碱土，已成为全球各国特别是中国的战略优先事项 [3], [4]。为此，通过工程和生物措施将盐碱土改造为稻田已成为广泛采用的改良策略 [5], [6]。虽然这种做法有效改善了土壤肥力和结构，但也引入了潜在的生态风险，特别是抗生素抗性基因（ARGs）通过水平基因转移（HGT）积累和传播的潜力 [7], [8]。
作为一种新兴污染物，ARGs 带来的环境风险通常超过抗生素残留本身 [9], [10], [11]。其核心危害在于 HGT，由质粒和转座子等移动遗传元件（MGEs）促进，可在微生物种群中快速传播抗性 [12], [13], [14]。MGEs 通常共同携带多个 ARGs 以及重金属抗性或毒力因子，可能在综合选择性压力下促进多重耐药和超高毒力病原体的出现 [14], [15], [16]。这一过程可将局部污染转变为区域性抗性储库，通过食物链和环境暴露威胁公众健康 [17]。
农业土壤被认为是 ARGs 动态的关键储库和热点 [18], [19]。在传统系统中，畜禽粪便作为主要的外源输入源，深刻塑造着抗性组的多样性 [20], [21]。然而，改良的盐碱稻田主要使用无机肥料和作物残体进行管理，表明 ARGs 可能主要源于土壤成熟过程中的内源扩增 [22], [23]。除了外源输入外，近期的研究日益强调 MGEs 的核心作用以及微生物群落演替的间接影响 [24], [25]，以及土壤理化性质和重金属对 ARGs 动态的调节作用 [26]。然而，盐碱土特有的环境胁迫，如高 pH 值和钠离子胁迫，如何独特地影响 ARGs 动态仍知之甚少。
盐碱土生态系统与传统农业土壤有根本区别 [27]。传统农业土壤通常表现出相对稳定的 ARGs 特征，由常规施肥和适中的理化条件塑造 [18], [19]。相比之下，盐碱土对微生物群落施加强烈的环境过滤 [28], [29]。这种过滤可能增强膜渗透性并刺激 MGEs 接合效率，可能加速 ARGs 的 HGT 介导传播 [30]。此外，与普通土壤的相对稳定不同，盐碱稻田在水稻种植期间经历动态恢复，其特征为碱性逐步缓解、土壤性质改善和微生物群落结构转变 [31]。这些独特的轨迹表明，与非盐系统更可预测、变异性更低的轨迹相比，盐碱土中 ARGs 的演化可能表现出独特的模式，例如在胁迫转变期间初始传播风险增加 [32], [33], [34]。
尽管有这些见解，修复盐碱稻田中 ARGs 的长期演替轨迹仍未被探索。关键的知识空白包括土壤抗性组如何与生态系统恢复共同演化，是否存在峰值风险的过渡窗口，以及直接（土壤性质）与间接（微生物多样性、MGEs）驱动因素的作用如何随时间变化。为解决这些空白，本研究调查了改良盐碱土上 78 年水稻种植时间序列中土壤生态系统恢复与抗生素抗性风险的共同演化。我们假设抗性组经历分阶段的、非线性的演化，其峰值风险的过渡阶段由土壤性质汇聚、MGEs 活性升高和微生物群落转变驱动。为验证这一假设，我们的目标是（1）检查微生物群落组成及相关病原体风险的时间动态，（2）阐明时间序列中土壤抗性组的演化模式，以及（3）量化土壤性质和微生物多样性驱动 ARGs 积累的综合直接和间接途径。通过整合生态系统时间发展的维度，这项工作为理解动态环境中的抗性风险提供了一个新颖的机制框架。我们的发现旨在将盐碱土改良战略从注重生产力的努力转变为平衡农业产出与长期环境安全的整体管理。
