UPLCQToF分析土霉素降解产物推导出其反应类型和降解途径

　　自1928年发现青霉素以来，各类抗生素相继问世并被广泛应用于人类医疗与畜禽水产养殖，大量的抗生素以医疗废物、污水、养殖废水、粪便等形式进入环境中，对环境与人类生活均带来潜在危害，抗生素的环境效应及其去除技术机制，也引起了全球广泛关注。近年来，常用抗生素尤其是兽用抗生素的环境效应、微生物对抗生素的降解作用效果已经初步明确，但对微生物降解抗生素的途径机制尚不清楚。

　　在“十三五”国家重点研发计划“畜禽重大疫病防控与高效安全养殖综合技术研发”重点专项的支持下，“畜禽养殖废弃物生物降解与资源转化调控机制”项目团队在环境中土霉素降解途径研究上获得了新发现。中国农科院农业资源与农业区划研究所李兆君研究员课题组以畜禽养殖业中常用的四环素类抗生素土霉素为研究对象，研究了不同碳源、金属离子、土霉素初始浓度、温度、pH值条件下假单胞菌Pseudomonas T4对土霉素降解的作用，以及抗性基因相对丰度随培养时间的变化等。研究采用超高液相色谱-四级杆串联飞行时间质谱对主要的土霉素降解产物进行了定性分析，推导出土霉素在Pseudomonas T4降解过程中存在六种不同的反应类型和七种可能的降解途径，包括烯醇-酮转化、羟基化、脱水、脱氨、脱甲基和脱羰基化等。同时也发现三价铁离子（Fe³⁺）能够显著促进T4菌生长，进而提高土霉素的生物降解效果，且在上述降解过程中不会导致相关抗性基因的产生。该研究对于环境中四环素类抗生素的去除等具有重要理论意义和实践应用价值，相关成果发表在国际环境科学权威期刊Water Research.