华南海水鱼类网箱养殖区耐药菌和耐药基因研究

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:duzhiwei1010
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近十年来,随着世界各地耐药现象的频频发生,细菌耐药已经引起了世界各国人民的广泛关注,也成为了当前最热门的科学研究之一。海水网箱养殖作为我国水产养殖业重要的养殖方式之一,为人们提供美味、营养的海产品的同时,也为我国经济发展做出了重要的贡献。华南沿海地区是我国海水鱼养殖的密集之地,其养殖规模大、历史悠久、品种繁多,且病害情况复杂、发病率高、死亡率高。由于当前缺乏对兽用抗生素的有效监管和使用指导,使得水产养殖活动上的抗生素滥用、误用现象严重。这不仅会导致海水环境的日趋恶化以及水产品中药物残留严重,更为严重的是致使耐药性病原菌(Antibiotic-resistant bacteria,ARB)的出现。细菌的耐药性可以通过耐药基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)进行水平传播和垂直传播,对环境安全、食品安全及人类健康都造成了巨大的威胁。本研究分别在苗期(4月份)、饲养期(7月份)、捕捞期(10月份)对海南省六个主要海水网箱养殖区文昌市会文镇(HW)、万宁市和乐镇(HL)、陵水(LS)、三亚市铁炉港(TLG)、儋州市海头港(HTG)、临高县(LG)和广东省七个主要海水网箱养殖区潮州市饶平(RP)、惠州市盐洲岛(YZD)、深圳市大亚湾(DYW)、珠海市桂山岛(GSD)、阳江市海陵岛(YJ)、湛江市南三岛(ZJ)、揭阳市流沙镇(LS)的ARB和ARGs分布进行了采样调查。分别采用药物平板筛选法和荧光定量技术对海水养殖环境中ARB和ARGs的丰度及多样性进行表征。揭示了各海水养殖区和不同养殖时期ARB和ARGs的丰度分布情况,掌握了ARB和ARGs丰度随时空变化的规律。通过结合环境因子、ARB、ARGs进行冗余分析(RDA analysis),探明了环境因子、ARB和ARGs之间的相关性。在此调查基础上,通过对V.harveyi 345进行体外诱导,成功获得了哈维弧菌对环丙沙星(Ciprofloxacin,CIP)的耐药株,利用重测序技术对原始菌株及不同抗性水平的诱导株进行比较基因组分析,找到了导致哈维弧菌对喹诺酮类药物耐药可能的变异位点,为探寻哈维弧菌对喹诺酮类耐药机制奠定了理论基础。本研究主要研究结果如下:(1)ARB和ARGs广泛分布于海南省各海水鱼类网箱养殖区。各养殖时期ARB浓度在5.5×1012.6×104 CFU/mL之间,苗期阿莫西林(Amoxicillin,AMO)和庆大霉素(Gentamicin,GEN)细菌耐药率最高,在HW海区高达100%;而饲养期和捕捞期土霉素(Oxytetracycline,OT)细菌耐药率较高。不同海区细菌耐药率具有显著性差异(p<0.05),总体来看,HW海区细菌耐药率较高,而TLG、HTG和LG海区细菌耐药率普遍偏低。从ARB多样性来看,苗期327株ARB被鉴定为32个属,而交替单胞菌属(Alteromonas)和弧菌属(Vibrio)分别占比32.72%和24.77%,为优势ARB;饲养期和捕捞期共715株ARB被鉴定为24个属,Vibrio(76.64%)为绝对优势ARB;而在门类水平上,各养殖时期都以变形菌门(Proteobacteria)为优势门类。13种ARGs除tetS、ermA和ermB未检出,其余ARGs全部检出。总体来看,sul家族基因丰度要高于tet家族基因丰度,且sul2、sul1、sul3在每个采样位点都被检出。但不同采样时期,其优势ARGs出现了明显的替换现象。从时空变化来看,捕捞期ARGs丰度显著高于饲养期(p<0.05);HW和HTG海区ARGs总相对丰度显著高于其它海区(p<0.05);RDA分析发现,大部分ARGs、ARB与溶氧量(Dissolved oxygen,DO)、pH呈正相关,与盐度呈负相关,温度对ARGs和ARB贡献较小。(2)广东省各海水鱼类网箱养殖区中ARB数量在0-3.94×104 CFU/mL之间,除OT耐药菌数量在102-104 CFU/mL,其他抗生素ARB数量在0-102 CFU/mL之间。从细菌耐药率来看,除OT耐药率外(均约34.15%),其他类型的抗生素的细菌耐药率在每个养殖区都很低(均约1.15%)。总体来看,ARB数量及耐药率随时空变化均无显著性差异(p>0.05)。从ARB多样性来看,577株ARB被鉴定为40个属,饲养期多样性指数>苗期多样性指数>捕捞期多样性指数。Vibrio(50.95%)为三个养殖时期的优势ARB,Proteobacteria为优势门类。13种ARGs中,除tetS、tetA外,其它11种ARGs全部被检出,sul1为sul家族中的优势ARGs,tetB为tet家族中的优势ARGs,ermB为erm家族中的优势ARGs,而总的ARGs丰度则是:sul>tet>erm。随着时空变化,捕捞期的ARGs丰度显著性高于苗期和饲养期(p<0.01),且RP海区ARGs丰度显著性高于DYW和LS(p<0.01),GSD海区ARGs丰度显著高于DYW(p<0.05)。RDA分析发现,温度(WT)与大多数ARGs和ARB呈现正相关,而DO和pH与大多数ARGs呈负相关,仅与sul2和tetM呈正相关;盐度与大多数ARGs呈正相关。总体来看,WT、pH、盐度对ARGs和ARB的丰度变化都有着很大的贡献。(3)通过CIP体外诱导,成功获得4株不同耐药水平的耐药株,分别为345-CIP50、345-CIP180、345-CIP20g、345-CIP300,与原始菌株F0相比,各耐药株对CIP的最小抑菌浓度(Minimal inhibit concentration,MIC)分别提升了64、256、256、128倍。这些耐药株对诺氟沙星(Norfloxacin,NOR)和恩诺沙星(Enrofloxacin,ENR)发生了显著的交叉带药现象(>4 MIC),且获得的诱导株对NOR的MIC普遍高于CIP一倍。此外,获得的不同耐药水平的耐药株对氟苯尼考(Florfenicol,FFC)的MIC值分别发生了不同倍数的下降。通过在无抗培养基中传代20代的耐药株345-CIP20g耐药表型发生了轻微回复。通过不同耐药水平的耐药株的生长速率比较发现,菌株的耐药水平与生长速率呈显著性负相关(p<0.01)。(4)以原始菌株V.harveyi 345为参考基因组,对345-CIP50、345-CIP300进行重测序,比较基因组分析发现:与耐药相关的变异发生于ATP结合盒家族(ATP-binding cassette,ABC)中的锌吸收系统膜蛋白ZnuB、喹诺酮类耐药决定区GyrA、双组份系统中OmpR家族中的组氨酸蛋白激酶EnvZ、LuxR家族中编码组氨酸激酶TtrS及群体感应系统中的跨膜蛋白YscT,SctT,HrcT,表明这些蛋白对细菌耐药具有重要作用。总体来看,两株不同抗性水平的菌株的SNP变异基本一致,未发现345-CIP300有特殊的与耐药相关的SNP。通过InDel分析发现,外膜孔道蛋白OmpA和OmpF、趋化蛋白CheW及AcrAB-TolC外排系统中的AcrA蛋白基因组上的变异均与耐药相关,推测这些变异可能是导致细菌高水平耐药的主要原因。
其他文献
在我国,民办高等教育发展起步相对较晚,但在近十年内,民办高等教育机构发展迅速,民办高校成为后起之秀。截止2017年5月31日,全国的民办普通高校一共有735所,其占我国高等教育规模的比例高达25.22%。DC学院借助民办教育发展大环境的助推力,通过加大并完善基础设施建设,花费重金引进高水平国内外师资力量,并且加强与当地政府的教育项目合作来提升院校影响力,扩大招生能力,随着DC学院的发展壮大,其自身
习总书记在十八大之后关于体育发展发表了多次重要讲话,并在看望索契冬奥会的运动健儿时明确的指出“在一些人民群众十分关注的项目上,同国际先进水平相比,我们有不小的差距
目的通过高效液相法评价通脉颗粒质量。方法采用高效液相法分别对18批通脉颗粒中葛根素、丹酚酸B和丹参素钠含量进行对比研究。结果不同生产厂家样品含量差异较大,现行标准存
测试管柱结构复杂,管径变化频繁,且测试井产量大,变化范围广;特别是海上测试油气井井筒内压力较高,流体速度较快,导致流型变化比较频繁,经典的压降计算方法计算结果误差较大
随着资本市场的不断发展,通过兼并收购扩大企业价值的方式,远远快于单一发展原有业务的方式,因此资本野蛮人屡次出现。收购防御对于野蛮人有很好的打击效果,因此被很多上市公司追棒。近年来,反收购有被过度使用的趋势,已经产生了很多负面的效应。一次收购与反收购的发生,会牵扯目标公司内外多个层面、多种主体的利益冲突。法律上如何应对这些利益冲突,并且在各方的拉锯中寻求一个平衡点是一个非常艺术的问题。目前国内对于反
胃肠道间质瘤(gastrointestinal stromal tumor,GIST)是胃肠道最常见的间叶性肿瘤,约占胃肠道间叶性肿瘤80%。根据肿瘤大小、核分裂像计数以及肿瘤发生的部位将胃肠道间质瘤分
【正】 众所周知,第二次世界大战后,日本经济得到了迅速的恢复并持续了一个较长时期的高速发展。然而,日本是一个“资源小国”,其经济发展所需要的大部分燃料和许多重要的工
DC-DC变换器结构简单,广泛应用于计算机、家电、航空等领域。电子产品的迅速发展给电源芯片的设计提出了更高的要求。数字控制开关电源具有高频化、小型化、智能化等显著优点,成为当今电源设计的主流。在众多数字控制开关电源的实现方式中,FPGA以其特有的现场可编程的特点,成为该领域的研究热门。本文以Buck型DC-DC变换器为主电路拓扑、基于FPGA构建了相应的数字控制系统。论文主要工作包括:(1)介绍了
腰椎间盘突出症主要是由于腰椎间盘退行性改变或受外伤后,纤维环破裂引起椎间盘向椎管内突出,压迫神经根导致腰腿痛等一系列神经症状。"负伤劳损"是导致椎间盘突出的主要原因
山东省正在建设国家新旧动能转换综合试验区,新一轮的产业转型升级和产业结构调整也正在加紧部署,产业的发展会导致人才需求结构的变化,高校是为经济社会发展培养人才的重要