《Journal of Environmental Sciences》：The uptake and translocation of pesticides by rice plants accelerate the transmission and dissemination of antibiotic resistance from water to rice
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•灭多威、异丙威和三唑酮均能轻易地被水稻向上转运。•它们还能促进ARG在体外通过接合方式转移。•它们的转运促进了大肠杆菌从水体向水稻的迁移。•它们的转运促进了ARG从水体向水稻的扩散。引言抗生素抗性基因（ARGs）的全球传播已成为公共健康面临的一项重大威胁（Kang et a
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灭多威、异丙威和三唑酮均能轻易地被水稻向上转运。
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它们还能促进ARG在体外通过接合方式转移。
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它们的转运促进了大肠杆菌从水体向水稻的迁移。
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它们的转运促进了ARG从水体向水稻的扩散。
引言
抗生素抗性基因（ARGs）的全球传播已成为公共健康面临的一项重大威胁（Kang et al., 2018; Sanderson et al., 2016）。农业系统是ARGs的重要储存库和传播途径。每年约有70亿吨畜禽粪便被施用至农田，导致大量ARGs和抗生素抗性菌（ARB）被引入土壤环境中（Fang et al., 2015; Xie et al., 2022）。随后，ARGs可通过质粒等可移动遗传元件介导的水平基因转移（HGT），在不同土壤细菌物种之间扩散，从而进一步加速抗生素抗性的传播（Fang et al., 2015; Klümper et al., 2015; Von Wintersdorff et al., 2016）。此外，越来越多的证据表明，ARGs和ARB可通过根系吸收从土壤迁移至地上植物组织，并在植物组织中积累或定殖，对食品安全构成潜在威胁（Gao et al., 2023; Xu et al., 2021; Zhu et al., 2017）。例如，Xu等（2021）利用共聚焦显微镜证明，外源大肠杆菌携带的ARGs能够进入拟南芥并转移至内生菌。在一项更具田间代表性的土壤系统研究中，Gao等（2023）进一步表明，包括磺胺类和四环素抗性基因在内的多种ARGs可从土壤迁移至小麦、黄瓜和生菜的根部组织。这些发现表明，ARGs可能最终通过食物链进入人体，从而对公共健康构成潜在风险。
在这一风险路径中，化学农药作为农业系统中广泛存在的共污染物，可通过多种机制促进ARGs的传播（Zhang et al., 2025a）。一方面，目前全球有超过1000种农药在使用，全球平均施用率约为2.4 kg/公顷（Tang et al., 2025）。这些农药中有很大一部分通过降雨径流和地表排水进入土壤和水体环境，大大增加了农药残留与ARGs或ARB相互作用的概率（Ali et al., 2020; Zhang et al., 2011）。另一方面，这些农药残留作为强烈的环境选择压力，可通过改变细菌生理状态和重塑土壤微生物群落来间接促进ARGs的传播（Forsberg et al., 2012; Zhang et al., 2019）。近期研究表明，吡唑醚菌酯和代森锰锌等农药可诱导与抗生素触发类似的细菌应激反应，包括细胞膜通透性增加以及与SOS响应和HGT相关基因的上调，最终增强ARGs的水平转移（Zhang et al., 2023）。此外，菌核净和对硫磷等农药已被证明可通过刺激细菌能量代谢来加速质粒介导的ARGs转移（Zhu et al., 2024; Xu et al., 2025）。
在田间实际条件下，残留农药、ARGs和ARB通常与作物共同存在于农业系统中（Huang et al., 2026）。因此，ARGs或ARB从土壤向作物迁移和扩散的过程，往往与作物对残留农药的吸收和转运过程同时发生，这一过程可能对ARGs或ARB在作物组织中的移动产生重要影响（Wang et al., 2024a）。农药的吸收和转运不仅可能促进ARGs或ARB在作物内部的迁移，还可能刺激它们在作物中的接合转移。然而，这种刺激效应的大小是否与农药在作物中的转运能力相关，目前尚不清楚。鉴于农药在作物中的转运与其疏水性密切相关，转运特性的差异可能进一步影响ARGs或ARB在不同作物组织中的分布。考虑到ARGs或ARB在作物中的积累可能对人类健康构成潜在风险，亟需直接证据来验证这一风险的存在，并阐明农药转运特性与抗生素抗性传播之间的内在关系（Leonard et al., 2026; Li et al., 2025）。
因此，本研究选取了水稻田中常用的六种代表性农药，包括氨基甲酸酯类杀虫剂灭多威和异丙威、三唑类植物生长调节剂三唑酮、三唑类杀菌剂戊唑醇和己唑醇，以及二苯醚类除草剂异丙甲草胺。这些农药具有不同的理化性质，疏水性（lgKow）范围广泛（1.7–4.86）。为最大程度减少复杂土壤环境的干扰，本研究将水培实验与逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）分析相结合，研究了：（1）六种农药在水稻幼苗中的吸收和转运特性；（2）这些农药对属内和属间细菌间ARGs体外接合转移频率的影响；以及（3）水稻幼苗对农药的吸收和转运对ARGs或ARB从营养液向水稻幼苗迁移和扩散的影响。本研究旨在揭示农药影响抗生素抗性传播的新形式和风险，并加深我们对"农药—ARG—植物"系统中抗性传播的理解。
各部分摘要
试剂和材料
三唑酮（99%）、戊唑醇（99%）、灭多威（98.6%）、异丙威（99%）、己唑醇（98.7%）和异丙甲草胺（99%）均购自北京市亲诚易信科技发展有限公司（北京，中国）。这些农药的基本信息总结于表S1。接合转移试验中使用的以下菌株购自上海科雷生物科技有限公司（上海，中国）：携带RP4质粒的供体菌株大肠杆菌DH5α
六种农药对水稻幼苗的植物毒性
由于农药诱导的植物毒性可直接或间接影响植物蒸腾作用，进而影响农药的吸收（Shaner and Lyon, 1980），本研究首先评估了六种农药对水稻幼苗蒸腾速率的影响。结果显示，在6天的培养期内，对照组与各农药处理组在任何采样时间的蒸腾速率均无显著差异（图S3，p > 0.05）。
结论
本研究旨在探究六种不同疏水性农药在水稻幼苗中的吸收和转运特性，以及它们对RP4质粒接合转移的影响，及其随后对ARB和RP4质粒从水体向水稻组织迁移和扩散的影响。结果表明，灭多威、异丙威和三唑酮表现出较强的向上转运能力，主要积累在叶片中，而戊唑醇、己唑醇和
CRediT作者贡献声明
李路：验证、形式分析、数据管理。吴敬辰：撰写——初稿、方法学、调查研究、概念构思。魏春风：调查研究、形式分析、数据管理。赵一彤：可视化、软件、调查研究。梁富东：方法学、调查研究。满艳利：验证、资源。韩凌曦：软件、资源。郑永权：撰写——审阅与编辑、监督、经费获取。鞠超：撰写——审阅与编辑、监督、项目
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文所述工作的客观性。
致谢
本研究由国家自然科学基金（批准号：32202370和32472606）资助。
李路|吴敬辰|魏春风|赵一彤|梁富东|满艳利|韩凌曦|郑永权|鞠超
