不同氧生境下重金属对四环素类抗性基因消减的影响开题报告

全文总字数：8579字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.选题意义

目前，抗生素除应用于人类医疗，还作为兽药和饲料添加剂广泛应用于水产养殖和畜禽养殖，以达到促进畜禽生长、降低死亡率、改善繁殖性能等目的。然而，长期大量的不合理、不规范地使用抗生素将导致细菌耐药性增加以及耐药菌增多，抗生素抗性基因（antibiotic resistance gene，arg）和抗生素耐药菌（antibiotic resistance bacteria，arb）已经被确认为污水中广泛存在的新型污染物^[1]。arg能够在水环境及自然环境中进行传播扩散，通过水平基因转移传播耐药性至病原体进而威胁人类健康^[2]。

四环素类抗生素是一类广谱抑菌剂，能够抑制细菌蛋白质的合成，因此被广泛用于养殖业细菌感染疾病的治疗^[3]。一般情况下，这类化合物进入动物体内后，大部分仍以母体结构形式被排入养殖污水，最终进入污水处理设施进行处理。然而，现有的污水处理工艺对四环素类抗生素只能部分去除，从而导致仍有相当数量的活性成分进入自然环境中。与此同时，四环素类抗生素在环境中的普遍残留还会诱导微生物逐渐对其产生抵抗性，造成抗药性菌群的富集及arg的演变和传播。污水处理系统作为环境中四环素类抗性基因的一个重要污染点源，同时也为其集中去除提供了机会^[4]。污水处理系统常采用活性污泥法，通过好氧、厌氧反应器的交替来去除不同类型的污染物。然而好氧、厌氧生境对抗生素抗性基因的去除效果和机制仍不明确。

2. 研究的基本内容和问题

1.研究目标

迄今为止，国内抗生素抗性基因污染的研究尚在起步阶段，已有的研究也大多数停留在环境中抗生素抗性基因丰度的调查。畜禽养殖废水是抗生素和重金属元素重要的储存库，对养殖废水的处理是消减抗生素抗性基因及控制抗性传播的重要环节。本研究以不同氧生境为背景，以重金属为主要影响因子，考察四环素类抗性基因消减的情况，以期为“养殖废水中抗生素抗性基因的去除技术”提供基础数据。

2.研究内容

3. 研究的方法与方案

1.研究方法

（1）普通pcr及产物鉴定

本研究中对4种常见的四环素类抗性基因进行了检测（teta、tetb、teto、tetw），待检测基因的引物主要来源于已经发表的文献。普通pcr采用25ml的反应体系，反应程序为：95℃预变性5min后，95℃变性5秒，退火30秒，72℃延伸30秒，共35个循环，最后72℃下延伸7min。普通pcr完成后，取5μl反应产物，与6×loading butter dye（takara）混合均匀后，使用经eb染色的1.5%的琼脂糖凝胶，100bp marker在100-110v电压下电泳30min检测扩增条带。使用全自动凝胶成像仪对琼脂糖凝胶进行拍照，分析所得pcr产物长度并与提供的扩增片段相比较。

4. 研究创新点

我们将会系统地比较厌氧、好氧生境下四环素类抗性基因的消减。

5. 研究计划与进展

1—2周：查阅文献资料，确定实验方案。学习pcr扩增仪、荧光定量pcr仪的操作。

2—3周：配制相关溶液。选择运行良好的污水处理厂进行活性污泥的采样，并进行活性污泥初期培养。

3—10周：将泥水混合物进行分组处理，每隔10天提取dna，测定四环素类抗性基因丰度，每隔15天取样测定活性污泥的常规指标