沈阳典型粳稻种植区稻田土壤ARGs和MGEs污染分布特征分析

摘要

农田土壤中抗生素抗性基因（ARGs）与可移动遗传元件（MGEs）的污染问题，在学术界已引发广泛关注。为研究沈阳市粳稻种植区稻田土壤中ARGs与MGEs的存在和相关性，并探讨其对土壤-植物系统的潜在影响，通过采集沈阳市辽中区、新民市、沈北新区和苏家屯区的粳稻种植区域土壤样品，利用高通量qPCR技术，对285个ARGs、10个MGEs和一个16S rRNA基因进行检测和定量分析。结果表明：在不同地区的稻田土壤中共检测到273种ARGs和MGEs，且种类和丰度存在显著差异。进一步的相关性分析发现，ARGs与MGEs之间存在一定相关性，并且这种相关性在不同地区间有所差异。多种ARGs与MGEs之间存在显著正相关(p<0.05)，其中部分ARGs[tet(32)等]与MGEs (tnpA-01等)存在及极显著正相关(p<0.01)，这表明在土壤中MGEs对ARGs迁移和扩散起到促进作用。4个采样区根际土中ARGs和MGEs的总相对丰度均高于非根际土壤，这进一步凸显根际环境在ARGs和MGEs分布中的重要性。此外，还发现在不同地区的稻田土壤中，抗生素失活机制在ARGs中占据主导地位。综上所述，试验结果为深入了解东北水稻种植区稻田土壤中ARGs的污染现状及其潜在影响提供了数据支持和理论基础。这些发现不仅有助于认识农田土壤中ARGs和MGEs的分布与迁移规律，还为制定针对性的土壤污染防控措施提供了科学依据。

关键词

粳稻稻田土壤 / 抗生素 / 抗生素抗性基因 / 可移动遗传元件

基金资助

“东北粳稻遗传改良与优质高效生产省部共建协同创新中心”专项资金项目（KF2022-06）; 辽宁省教育厅高校基本科研面上项目（JYTMS20231160）