土壤中廣泛存在著抗性基因
從弗萊明發現青黴素開始，抗生素的使用挽救了世界上成千上萬人的生命。然而近年來，抗生素的環境效應引發了越來越多的關注——因抗生素濫用導致抗生素抗性基因（ARGs）在環境中累積並威脅公共健康，尤以養殖場、農田、河流等受人類活動影響較大的環境最為典型。事實上，在抗生素被人類使用之前，自然界中生物來源的抗生素一直對環境微生物進行著長期馴化，微生物的耐藥性在天然環境中也早已廣泛存在。其中，土壤作為一個與人類關係極為密切的生態系統和抗性基因的重要來源，是抗生素環境效應形成的主要場所，但我們對大尺度上天然環境中ARGs的基礎背景值及其驅動機制仍然知之甚少。
圖1 4000公里範圍內對5個森林生物群落的樹木和草本植物的普查和土壤取樣
中國科學院環境生態研究中心土壤分子生態學研究組通過對我國從海南到漠河、跨域了近4000公里典型森林生態系統的調查研究，研究組發現這些自然土壤中廣泛存在著8個大類共計160餘種抗性基因；ARGs的多樣性與細菌多樣性、草本植物多樣性以及可移動遺傳原件MEGs的多樣性顯著相關，其組成也與細菌和草本植物的群落組成密切相關。在考慮空間、氣候和土壤等因素的條件下，土壤細菌和草本植物的群落對於ARGs地理格局的形成具有非常重要的影響。該研究揭示了地上地下群落的相互作用對森林生態系統中土壤抗性組大尺度分布格局的影響，對研究環境抗性組學的起源及其演變具有重要科學意義。
圖2 抗生素抗性基因ARGs多樣性與細菌(a)、草本植物(b)和可移動遺傳原件MEGs(c)多樣性及土壤pH之間的回歸模型
研究成果(Diversity of herbaceous plants andbacterial communities regulates soil resistome across forest biomes）近期發表於環境微生物領域主流雜誌Environmental Microbiology。該研究得到了中國科學院戰略性先導科技專項（B類）等課題的資助。
