家畜生态研究团队在畜禽源细菌抗生素抗性领域取得多项重要进展
近日，我校动物科学学院家畜生态研究室、岭南现代农业科学与技术广东省实验室吴银宝教授课题组在畜禽源细菌抗生素抗性领域取得多项重要进展，三项成果以Article形式分别发表在国际著名学术期刊Journal of Hazardous Materials（中科院一区Top，影响因子14.224）、Bioresource Technology（中科院一区Top，影响因子11.889）和Journal of Cleaner Production（中科院一区Top，影响因子11.072）。
猪粪源大肠杆菌是替加环素抗性基因tetX及其变体的重要储存库，对公众健康构成严重威胁。课题组围绕大肠杆菌携带tetX的适应性代价及其分子机制开展研究，发现tetX通过增加大肠杆菌外膜孔蛋白编码基因ompF和ompC的表达、细胞膜通透性和生物膜形成量，显著提高了大肠杆菌的适应性代价，降低其与敏感菌或tetO阳性菌共培养时的竞争力。研究成果为畜禽养殖场合理使用四环素类抗生素从而控制tetX的传播提供了新见解。相关成果发表在Journal of Hazardous Materials，题目为“The tigecycline resistance gene tetX has an expensive fitness cost based on increased outer membrane permeability and metabolic burden in Escherichia coli”（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.131889）。文章第一作者为动物科学学院2020级博士陈涛，通讯作者为吴银宝教授。该研究得到了国家自然科学基金（32172781，31872401）、广东省自然科学基金（2023A1515011643）和岭南现代农业实验室科研项目（NZ2021027）等的资助。
针对畜禽粪便好氧堆肥腐熟期抗性基因回升所致的堆肥产品抗性污染问题，课题组首次在堆肥腐熟阶段添加1g/kg纳米零价铁（nZVI）使细菌胞内和胞外的抗性基因分别削减了97.62%和99.60%，可移动遗传元件分别削减了92.39%和99.31%，并发现潜在宿主细菌和intI1丰度的降低是细菌胞内和胞外抗性基因去除的主要原因。研究成果可为畜禽养殖环境细菌耐药性防控提供参考。相关成果发表在Bioresource Technology，题目为“The addition of nano zero-valent iron during compost maturation effectively removes intracellular and extracellular antibiotic resistance genes by reducing the abundance of potential host bacteria”（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2023.129350）。文章第一作者为动物科学学院2019级博士周世政，通讯作者为吴银宝教授。该研究得到国家自然科学基金（32172781，31872401）、岭南现代农业实验室科研项目（NZ2021027）和广东省现代农业产业技术体系生猪创新团队项目（2022KJ126）等的资助。
畜禽粪便含有多种抗生素抗性基因残留。好氧堆肥是我国主推的粪便无害化处理方式之一，但抗生素胁迫下好氧堆肥对抗性基因的削减效果未明。课题组围绕强力霉素胁迫下蛋鸡粪好氧堆肥中抗生素抗性基因及其潜在宿主菌的变化特征开展研究，结果表明好氧堆肥对蛋鸡粪中四环素类抗性基因去除率为92.06%~94.31%，强力霉素残留显著增加了四环素类抗性基因潜在宿主菌的多样性和丰度。研究还发现tetX等四环素类抗性基因的相对丰度在堆肥腐熟阶段明显回升，其中Marinimicrobium、Pusilllimonas和Sphingobacterium等细菌的贡献较大。相关成果发表在Journal of Cleaner Production，题目为“Doxycycline induces the rebound of three tetracycline resistance genes during maturation of laying hen manure composting by increasing the abundance of potential host bacteria”（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.137516）。文章第一作者为动物科学学院2020级硕士刘卿和2018级博士温馨，通讯作者为吴银宝教授。该研究得到了国家重点研发计划（2021YFD1300100）、茂名实验室科研启动项目（2021TDQD002）和国家现代农业产业技术体系（CARS-40）等项目的资助。
文图/动物科学学院