生态毒理学报

2020, v.15(04) 129-138

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抗生素的胁迫与抗生素抗性基因产生与传播关系的研究
The Relationship of Antibiotic Stress with Emergence and Dissemination of Antibiotic Resistance Genes

卢文强;孙昊宇;王雅娟;林志芬;张饮江;

摘要(Abstract):

抗生素的环境残留和抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)污染日益增加,对全球公共卫生构成重大威胁。目前,关于环境中抗生素与ARGs产生与传播的关系的研究较多,但结果却不尽相同。为了确定抗生素的胁迫与ARGs产生与传播的关系,用磺胺类抗生素(SAs)对大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)毒性作用表征SAs的胁迫作用,用突变和接合转移表征ARGs的产生与传播,测定了SAs对大肠杆菌的毒性、突变频率和结合转移频率的影响,根据剂量-效应曲线,计算了毒性参数(无观察效应浓度(NOEC)、抑制率为50%的化合物浓度(EC_(50))、抑制率为80%的化合物浓度(EC_(80))),突变效应参数(促进率为1%时最低可观测突变促进效应浓度(MC_(0-1))、促进率为50%时突变促进效应浓度(MC_(50))、促进率最大时突变促进效应浓度(MC_(max)))和接合转移效应参数(促进率为1%时最低可观测接合转移促进效应浓度(RC_(0-1))、促进率最大时接合转移促进效应浓度(RC_(max))和促进率为1%时最高可观测接合转移促进效应浓度(RC_(0-2))),利用线性回归分析的方法探究SAs的胁迫与大肠杆菌突变频率和结合转移频率之间的关系,并分析其可能的机制。结果表明,磺胺的高胁迫作用导致核苷酸碱基的大量减少,在DNA复制与转录时,碱基对错配的概率大大增加,从而开始促进突变频率。SAs的低胁迫作用可能引起大肠杆菌的SOS反应,SOS反应可以上调质粒编码的基因以及控制细胞膜的通透性基因,从而提高其接合转移频率。此外,真实环境中存在许多其他的因素也会影响ARGs的产生和传播,据此,本文建议在探索真实环境中ARGs的产生和传播时,应考虑真实环境中其他影响因素和抗生素胁迫的综合作用。上述研究为探索抗生素胁迫对ARGs产生与传播的影响提供了新的思路。

关键词(KeyWords): 抗生素;磺胺;抗生素抗性基因;突变;接合转移

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室自主研究(重点)项目(PCRRK16007);; 上海市科学技术委员会科研计划课题(17DZ1200103,14DZ2261100);; 环境化学与生态毒理学国家重点实验室开放基金课题(KF2016-11);; 111工程资助项目;; 博士后创新人才支持计划资助项目(BX20190247);; 中国博士后科学基金资助项目(2019M661624)

作者(Author): 卢文强;孙昊宇;王雅娟;林志芬;张饮江;

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DOI:

参考文献(References):

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