資環(huán)所在華南三熟制農(nóng)田不同施肥模式長期定位試驗(yàn)揭示土壤抗生素耐藥基因傳播方面取得新進(jìn)展
近日，資環(huán)所農(nóng)業(yè)微生物團(tuán)隊(duì)在國際期刊Environmental Pollution（中科院二區(qū)，IF=7.6）上發(fā)表了題為“Impact of different continuous fertilizations on the antibiotic resistome associated with a subtropical triple-cropping system over one decade”的研究論文。該論文利用華南三熟制農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)長期定位試驗(yàn)揭示了不同施肥模式對(duì)土壤抗生素抗性基因（ARGs）分布的長期影響及其主要驅(qū)動(dòng)因素。資環(huán)所為論文第一單位，鄭瑾博士后和李雅瑩副研究員為論文共同第一作者，顧文杰研究員為論文通訊作者。
ARGs的擴(kuò)散和傳播在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中引起了廣泛關(guān)注。亞熱帶三熟制在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位，不僅保障了糧食安全，還促進(jìn)了地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)民收入的增加。然而，為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的生產(chǎn)，三熟制系統(tǒng)的土壤中會(huì)持續(xù)施用大量肥料，包括糞肥、有機(jī)肥等，這可能導(dǎo)致抗生素在土壤中的殘留增加，并刺激ARGs的傳播。然而，不同施肥模式對(duì)土壤ARGs分布的長期影響及其主要驅(qū)動(dòng)因素仍不明確。本研究通過宏基因組技術(shù)，從長期定位試驗(yàn)的2012年以及2021年連續(xù)施肥的三熟制土壤中共檢測到26種ARG類型的615種ARG亞型；與施化肥和雞糞有機(jī)肥相比，連續(xù)10年施加新鮮雞糞在引入大量新型ARGs的同時(shí)，也會(huì)刺激ARGs的擴(kuò)散；而在不施肥及施加化肥處理中，土壤生態(tài)系統(tǒng)對(duì)ARGs的承載與傳播能力在長期過程中會(huì)逐漸趨于穩(wěn)定和降低。同時(shí)ARGs潛在宿主微生物的豐度不僅受到施肥引起的土壤pH和養(yǎng)分變化的影響，還可能受到輪作過程中作物根系分泌物等的影響。結(jié)合理化特征、病毒以及可移動(dòng)遺傳元件（MGEs）的隨機(jī)森林模型和方差分解分析，表明由MGEs和病毒介導(dǎo)的水平基因轉(zhuǎn)移（HGT）可能是影響華南三熟制種植模式土壤中ARGs分布最關(guān)鍵的因素。這些發(fā)現(xiàn)為理解不同施肥模式對(duì)華南三熟制農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中ARGs傳播的影響提供了新的視角，同時(shí)為優(yōu)化施肥管理策略提供了重要的科學(xué)依據(jù)。
本研究得到了國家自然基金（42307185，41807031）、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2023B0202020001）、廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院低碳農(nóng)業(yè)與碳中和研究中心（XT202220）等項(xiàng)目的共同資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2024.125564
