聚苯乙烯微(纳)塑料对抗生素抗性基因转移的影响及其机制
唐振平1
龚子璇2
刘博阳3
宋建2
周帅4
1.南华大学稀有金属矿产开发与废物地质处置技术湖南省重点实验室,湖南衡阳 421001;南华大学污染控制与资源化技术湖南省高校重点实验室,湖南衡阳 4210012.南华大学稀有金属矿产开发与废物地质处置技术湖南省重点实验室,湖南衡阳 4210013.南华大学土木工程学院,湖南衡阳 4210014.南华大学稀有金属矿产开发与废物地质处置技术湖南省重点实验室,湖南衡阳 421001;南华大学污染控制与资源化技术湖南省高校重点实验室,湖南衡阳 421001;南华大学土木工程学院,湖南衡阳 421001
摘要：细菌抗生素抗性基因(ARGs)与微/纳米塑料(MPs/NPs)作为新兴污染物,其复合污染逐渐成为环境领域研究的前沿热点.MPs/NPs被认为是ARGs在环境介质中增殖与传播的关键影响因素之一,但其对ARGs水平转移(尤其是转化)的影响机制研究仍较为有限.本研究通过构建耐药质粒pUC19转化体系,揭示不同浓度和尺寸聚苯乙烯(PS)MPs/NPs胁迫下大肠杆菌(E.coli)中ARGs 的水平转移规律.结果表明,5 mg/L 100 μm、50 mg/L 100μm、5 mg/L 100 nm 和 50 mg/L 100nmPS暴露后,大肠杆菌的生长抑制率分别达到15.13％、18.59％、26.97％和35.84％(p＜0.01),说明PS对大肠杆菌生长抑制作用与浓度成正比,与尺寸成反比.此外,PSMPs(浓度≤5 mg/L)和PSNPs(浓度≤50 mg/L)冲击会显著促进ARGs的转化过程,且具有浓度依赖性.在同种浓度下,ARGs转化频率随着PS冲击尺寸的增大而减小.其中,100 nm PS(50 mg/L)对ARGs转化频率的影响最大(增加79.34％).然而,经过1 mm PS(50 mg/L)冲击后,ARGs转化频率降低了21.80％,说明高浓度1 mm PS冲击抑制了 ARGs的转化过程.此外,通过活/死细胞检测分析发现,大肠杆菌细胞膜通透性随着PS浓度的增加持续显著增加(较对照组增加了56.66％～69.47％).在同浓度条件下,PS尺寸越小细胞膜通透性越高.与PS MPs相似,PSNPs使细胞膜通透性增加了 41.99％～46.62％.这说明高浓度PS NPs冲击会通过增强E.coli细胞膜通透性促进ARGs的转化.研究结果阐明了 MPs/NPs对ARGs转化的影响机制,为处理ARGs和MPs/NPs复合污染高效控制策略提供了理论依据和技术指导.
关键词：抗生素抗性基因微塑料纳米塑料水平基因转移细胞膜通透性大肠杆菌
分类号：X703(一般性问题)
资助基金：湖南省自然科学基金资助项目(2024JJ5329)南华大学研究生科研创新资助项目(233YXC004)
论文发表日期：2025-02-27
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 165-172 )
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