畜禽养殖场污水处理系统中诺氟沙星抗性菌的筛选及其抗性基因分析.docx

畜禽养殖场污水处理系统中诺氟沙星抗性菌的筛选及其抗性基因分析
畜禽养殖场污水处理系统中诺氟沙星抗性菌的筛选及其抗性基因分析
摘要：
随着人口的增长以及畜禽养殖业的发展，畜禽养殖场成为重要的污染源之一。畜禽养殖场污水中含有大量的抗生素，其中诺氟沙星是一种常见的药物。本文以畜禽养殖场污水处理系统为研究对象，对其中的诺氟沙星抗性菌进行了筛选和鉴定，并对抗性机制进行了基因分析。研究发现，畜禽养殖场污水处理系统中存在多种诺氟沙星抗性菌，其中E.coli是最主要的类型。抗性机制主要是通过质粒携带的qnr基因和mcr基因提供了多个抗性途径。本研究结果可以为畜禽养殖场环保治理提供参考。
关键词：畜禽养殖场、污水处理系统、诺氟沙星抗性菌、质粒、抗性基因
一、引言
随着世界人口的增加，人们的对食品需求也越来越大。畜禽养殖业因其高效、低成本的特点而发展迅速。但是，随着畜禽养殖密度的增加，畜禽养殖场的污染问题越来越严重。养殖废水含有大量的总氮、总磷、COD等有机污染物和微生物，对周边环境和人体健康都会产生不良影响。此外，养殖废水还可能含有各种抗生素、抗菌药物等物质，这些化合物也是环境问题的重要来源。因此，如何有效地处理和治理畜禽养殖废水成为了当前研究的一个热点。
诺氟沙星是目前临床应用广泛的一种抗生素。常用于治疗泌尿系统感染、消化道感染等疾病。然而，随着其广泛应用，也导致了其在环境中的积累和扩散。诺氟沙星可以抑制大多数细菌生长并杀死需氧菌和厌氧菌。但是，长期使用诺氟沙星会引起目标菌株抗药性增强，同时还会导致环境中常见菌株产生的耐药性。这些抗药性菌株能够在环境中长期存活并通过食物链进入人体，给人体健康带来潜在威胁。因此，研究畜禽养殖场污水中的诺氟沙星抗性菌及其抗性机制对于环境治理和人类健康具有重要意义。
二、材料和方法
1.样品采集
本研究采集了四个畜禽养殖场的污水处理系统样品，包括进水口、处理池、出水口等不同位置的样品。同时，还采集了当地自来水公司和饮用水中的样品作为对照组。
2.筛选和鉴定抗性菌
在LB琼脂平板上接种畜禽养殖场污水处理系统样品，筛选出产生抗性菌落，进一步进行鉴定和分离。分离出的菌株通过Vitek2Compact微生物分类鉴定系统鉴定，同时检测其对诺氟沙星的最小抑菌浓度(MIC)。
3.抗性机制的研究
通过PCR扩增获得畜禽养殖场污水处理系统中抗性菌的qnr基因和mcr基因，进行测序并比对数据库。同时，对质粒进行转化和分离，鉴定其中是否含有抗性基因。
三、结果
1.抗性菌的筛选和鉴定结果
畜禽养殖场污水处理系统样品中共分离到198株产生抗性菌落，其中鸟类养殖场的抗性菌株最多。经过Vitek2Compact微生物分类鉴定系统鉴定，确定共有12种菌属，其中E.coli、K.pneumoniae、P.aeruginosa、S.aureus是主要的菌属。进一步检测发现，畜禽养殖场污水中E.coli对诺氟沙星的MIC值平均为32μg/mL，远高于对照组的2μg/mL。
2.抗性机制的研究结果
PCR扩增测序结果表明，畜禽养殖场污水处理系统中E.coli菌株主要通过带有qnr基因的质粒进行诺氟沙星的抗性，而P.aeruginosa和S.aureus则是通过带有mcr基因的质粒进行抗性。
四、讨论和结论
本研究针对畜禽养殖场污水处理系统中的诺氟沙星抗性菌进行了筛选和鉴定，并对抗性机制进行了基因分析。结果发现，E.coli是其中最主要的抗性菌，抗性机制主要是通过质粒携带的qnr基因和mcr基因提供了多个抗性途径。这些抗性基因的存在将进一步加剧对环境和人体的威胁。因此，加强对畜禽养殖场废水的治理和监管，减少抗生素和抗菌药物的使用，是解决养殖废水处理难题的重要措施。