城市環境研究所揭示飼料添加劑對豬腸道微生物抗生素抗性的影響

導 讀

我國是畜牧業抗生素使用大國，抗生素濫用和細菌耐藥性問題日益嚴重。該研究為深入理解ARGs在中國養殖豬腸道分布特徵提供了基礎數據，進一步探索了抗生素和重金屬添加對抗生素抗性基因的影響，及其與腸道微生物之間的關係，可為將來系統進行養殖飼料飼料添加劑管理監控、畜牧業ARGs監測、安全評估和風險防控等方面進一步提供參考和依據。

文、圖/趙憶

來源：中國科學院城市環境研究所網站（2018年7月26日）

近年來，由於人類長期對抗生素的濫用，誘導了動物體內產生抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes, ARGs），引發細菌耐藥性，從而加速了ARGs在環境中的傳播擴散。除此之外，為了增產，重金屬作為動物生產所需要的微量元素，也被作為飼料添加劑廣泛添加到飼料中，引發了重金屬對抗生素抗性基因的共選擇作用，加劇了ARGs的污染。因此研究抗生素與重金屬作為飼料添加劑對動物腸道微生物以及其中ARGs分布對於我們未來進行ARG的環境污染控制十分重要。然而，目前關於豬飼料添加劑對豬腸道微生物群落結構的影響以及其與抗生素抗性基因分布的關係的研究還十分缺乏。

中國科學院城市環境研究所城市土壤與生物地球化學研究組（朱永官團隊）採用高通量熒光定量PCR技術和高通量測序方法研究了中國三個大規模豬養殖場中28個豬腸道微生物的群落結構和其中ARGs分布特徵，並從多方面揭示了其與豬飼料添加劑之間的關係。該研究共檢出146種ARGs和10種可移動遺傳因子；發現44.5%的ARGs以抗生素失活作為其抗性機制，34.3%的ARGs以外排泵為抗性機制；其中多重耐葯抗性基因最優勢（22%），其次是氨基糖苷類耐葯基因（21.4%）。Pearson相關性分析發現抗生素抗性基因的總丰度與豬飼料中添加的抗生素濃度，腸道微生物總生物量，移動基因元件丰度成顯著正相關；Procrustes分析和network分析發現抗生素抗性基因的分布與微生物群落結構密切相關，其中擬桿菌門和厚壁菌門最為密切；偏冗餘分析發現抗生素抗性基因群落變化主要由飼料中的抗生素和金屬添加（31.8%），腸道微生物群落組成結構（23.3%）和飼料添加劑與腸道微生物群落的相互作用（16.5%）導致。結果表明豬飼料中抗生素以及重金屬的添加會升高其腸胃微生物抗生素抗性基因的丰度。

我國是畜牧業抗生素使用大國，抗生素濫用和細菌耐藥性問題日益嚴重。該研究為深入理解ARGs在中國養殖豬腸道分布特徵提供了基礎數據，進一步探索了抗生素和重金屬添加對抗生素抗性基因的影響，及其與腸道微生物之間的關係，可為將來系統進行養殖飼料飼料添加劑管理監控、畜牧業ARGs監測、安全評估和風險防控等方面進一步提供參考和依據。

研究成果近日以「Feed additives shift gut microbiota and enrich antibiotic resistance in swine gut」為題發表國際期刊Science of the Total Environment。中國科學院城市環境研究所趙憶為第一作者，研究員朱永官為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、歐盟瑪麗居里學者項目的資助。

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