中科院生态环境中心EST｜农药暴露下抗生素耐药性在土壤动物食物链间的传递

转 自：土壤环境科学与技术实验室

土壤动物是土壤生态系统的重要组成部分，土壤动物肠道微生物组被认为是“隐藏的微生物组”，抗性基因（Antibiotic resistance genes, ARGs）在土壤动物肠道中的积累，可能随动物移动或捕食等活动扩大ARGs在生态系统中的传播范围，最终影响人类健康，但目前关于外源污染物暴露下ARGs在土壤动物肠道中的富集及随营养级传递的规律还知之甚少。

基于此，团队通过微宇宙实验，结合高通量定量PCR（HT-qPCR）和16S rRNA基因测序技术，系统研究了新型农药噻唑锌（zinc thiazole, ZT）暴露对土壤模式动物跳虫（Folsomia candida）肠道抗生素抗性组和微生物组的影响，并进一步深入探究了抗性组随跳虫被捕食后向其天敌捕食性螨（Hypoaspis aculeifer）的营养级传递。研究发现，农药ZT暴露会显著提高跳虫肠道微生物组中ARGs的相对丰度，且通过营养级传递，跳虫的天敌捕食性螨肠道微生物组中的ARGs丰度也会明显增加。跳虫和捕食性螨肠道微生物组中的可移动遗传元件（Mobile genetic elements, MGEs）可能是ARGs沿跳虫-捕食性螨食物链传递的重要媒介。同时，农药ZT暴露也显著改变了跳虫和捕食性螨肠道微生物组的群落组成和结构，尤其是网络分析表明肠道抗性组与许多潜在病原菌之间存在显著关联，这也强调了农药暴露下耐药病原菌沿土壤动物食物链传播的潜在风险。

图 1 ZT暴露下跳虫及其天敌捕食性螨肠道抗性组的丰度变化

图 2 结构方程模型揭示抗生素抗性组沿食物链传递的潜在路径

图 3 网络分析揭示肠道抗性组与潜在病原菌的高度关联