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青果期刊 | 天津大学:揭示农业沟渠药物耐药性风险的微生物适应与环境共选择机制(IF 11.3)

2026-06-21 12:07:03

抗微生物药物耐药性（AMR）是当前全球公共健康面临的重要挑战之一。农业沟渠作为农田排水、灌溉和污染物质迁移的重要通道，连接村庄、农田与河流网络，具有较强的水文连通性和物质交换能力。与河流、湖泊等大型水体相比，农业沟渠水流缓慢、沉积物累积明显，更容易成为抗生素、抗性基因及其潜在宿主微生物的富集场所。然而，现有研究多关注单一河流或农田系统，对多级沟渠-河流连续体中AMR风险形成和空间分布、抗生素与微生物如何主导风险等问题仍缺乏系统认识。该研究以华北平原典型农业区为研究对象，于2024年夏季开展野外采样，结合典型抗生素靶向检测、宏基因组测序、环境因子分析，该研究将风险熵、抗性基因（ARGs）致病性和迁移性整合到一个多指标风险框架中，全面准确地评估了AMR风险。

研究发现：不同沟渠单元之间的AMR风险存在明显差异，整体表现为，斗渠最高，其次为干渠和河流，支渠相对较低。AMR风险由微生物对环境压力的适应以及环境因子的共同选择决定，虽然抗生素仍可通过选择压力影响ARGs的产生和传播，但在多级沟渠-河流连续体沉积物中，微生物对环境压力的适应以及环境因子的共同选择是驱动AMR风险形成的重要机制。随机森林模型结果显示，MGEs是影响ARGs丰度的重要因素；同时，微生物群落、沉积物有机碳、营养盐和水体盐度等环境因子之间的交互作用，也会显著影响ARGs和MGEs的分布。此外，研究识别出bacA、ceoB和MexE三个关键ARGs亚型，可作为多级沟渠-河流连续体及其相关环境中AMR风险监测的重要指示基因。研究从“抗生素残留-抗性基因-宿主微生物-环境共选择”耦合视角，建立了农业沟渠沉积物AMR综合风险评价框架，突破了以往仅依赖抗生素浓度或ARGs丰度判断风险的局限。