首頁> 市場活動 > 成果展示 > 文章展示 >文章詳情

6场半全场胜负规则注册:垃圾滲濾液里有乾坤:納米顆粒對菌群和耐藥基因的深遠影響

6场半全场胜负玩法介绍 www.qkhchm.com.cn 2019-11-22

最近,派森諾生物與華東師范大學合作,在《Environmental Science: Nano》(最新影響因子:7.704)發表最新研究成果。論文以垃圾填埋場不同填埋時間的滲濾液為研究對象,結合金屬納米粒子日漸增多的現象,挖掘耐藥基因的發生和改變機制,通過實時定量PCR和高通量測序技術,發現了細菌群落的變化是使耐藥基因變化的一個重要因素,為控制和預防耐藥基因“漂移”提供新的研究方向。

 

研究背景:近年來,抗生素抗性基因(ARGs)被認為是一種新興的污染物而越來越引起人們的關注,因為它們能使病原菌對臨床使用的抗生素產生耐藥性,從而對公眾健康和現代醫學構成嚴重威脅。垃圾填埋場是全球城市固體廢物(MSW)主要處置方案,越來越多的金屬納米粒子(M-NPs)被用于各種消費品中,最終在垃圾填埋場進行處理,被瀝濾到滲濾液中。研究發現M-NPs對細菌有負面影響,能夠降低滲濾液中的產甲烷菌豐度,進而抑制填埋場甲烷的產生。然而,M-NPs對滲濾液中ARGs的潛在影響并不清楚。

 

研究方法

實驗對象:不同填埋時間、不同氧化鋅納米粒子(ZnO NPs)濃度、不同零價鐵納米粒子(Fe0 NPs)濃度和不同處理時間的滲濾液經過濾后的濾膜。

測序方法:擴增子測序(16S rRNA基因V3–V4區,Illumina MiSeq PE300測序)

 

結果展示:

本研究通過實時熒光定量PCR對目前常見的垃圾滲濾液中豐度較高的ARG和可移動遺傳原件(MGE)進行檢測。與對照組比較發現,高濃度的ZnO NPs能夠促進滲濾液中的ARGs富集,而Fe0 NPs則能促進ARGs的衰減。

2a.jpg

2b.jpg

實時熒光定量PCR檢測ZnO NPsFe0 NPs使用兩種垃圾滲濾液在不同濃度和時間下的ARG可移動遺傳原件(MGE的豐度變化

 

對于菌群的多樣性組成譜研究表明,在門水平,5-10年填埋時間的滲濾液和大于20年填埋時間的滲濾液中的變形菌門(Proteobacteria)是豐度最高的,且隨時間的增加逐漸下降。相反,經過兩種NPs處理過的滲濾液中的變形菌門豐度反而增加,且易受高濃度NPs影響。

3.jpg

ZnO NPsFe0 NPs處理過的兩種滲濾液中細菌門水平相對豐度

 

網絡分析結果表明,ZnO NPsFe0 NPs處理后的滲濾液中靶向ARGs分別與28個和23個微生物屬存在“共發生(Co-occurrence”模式,推測不同的NPs處理滲濾液會影響不同的ARGs相關細菌。因此,細菌群落的變化是M-NPs存在下ARGs變化的一個重要因素。

4.jpg

ZnO NPsFe0 NPs存在下,滲濾液中ARGs與屬水平細菌發生網絡分析

 

SEM結構方程模型分析表明,ZnO NPs通過影響細菌群落的變化直接促進ARGs豐度的增加,其次是對MGEs的影響。ZnO NPs也通過Zn2+的釋放驅動MGEsARGs有正向的影響。相反,Fe0 NPs則是促進MGEs的減少,從而對ARGs產生負面影響。

5.jpg


ZnO NPsFe0 NPs與各因素之間的關系

研究結論

ZnO NPs通過影響細菌群落變化導致ARGs的富集,揭示了ZnO NPs促進環境中抗生素抗性發展的風險。Fe0 NP使MGEs的減少使得ARGs衰減,可為控制耐藥基因的傳播提供指導。找到更多的M-NPs有助于更好地了解在復雜填埋環境中富集或衰減ARGs機制,進而更好地了解對公眾健康的潛在風險及預防措施。

 

文章索引

Shi J, Su Y, Zhang Z, Wei H, Xie B. How do zinc oxide and zero valent iron nanoparticles impact the occurrence of antibiotic resistance genes in landfill leachate? Environmental Science: Nano 2019, 6(7): 2141-2151.

 

點擊閱讀全文

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/EN/C9EN00068B