2017年嘉兴试验田施肥对土壤细菌与噬菌体抗生素抗性基因分布及其水平转移的影响

通过宏基因组和宏病毒组测序，研究了施肥对土壤细菌与噬菌体抗生素抗性基因分布及其水平转移的影响。结果表明，不同施肥处理显著改变了土壤细菌以及病毒的群落结构特征及其所携带的ARGs的分布特征。其中，施用有机肥提高了细菌及病毒所携带的ARGs的总相对丰度，氨基糖苷类、氯霉素类、大环内酯累、磺胺类、万古霉素类以及四环素类抗性基因的种类和相对丰度都显著增加。有机肥处理下ARGs的宿主细菌种类以及与细菌相关联的ARGs种类的增加表明施用有机肥加剧了ARGs的转移与传播。此外，土壤中存在复杂的病毒-细菌相互作用，而肥料的施用更进一步增加了病毒与细菌的联系，也提高了噬菌体转导ARG的潜力。相比于施化肥和不施肥，有机肥的施加促进了土壤中病毒和细菌的相互作用，增加了它们的共有基因以及共有的ARGs类型，有机肥的施用通过促进病毒与细菌作用，还提高了病毒所携带的应激反应、硫、磷、及芳香族化合物代谢相关基因的相对丰度，表明了有机肥施用促进土壤噬菌体获得细菌的功能基因，这将对于土壤细菌的适应和代谢调控起到关键作用。综上所述，农田土壤中有机肥的施用将促进细菌与噬菌体的相互作用，增加噬菌体对细菌功能基因的获取及其转导ARGs的潜力，促进ARGs的传播和扩散，提高土壤中ARGs的相对丰度。