海水池塘环境中抗生素ARB的灭活和ARGs去除研究获进展

　　近日，中国水产科学研究院南海水产研究所海水池塘养殖生态环境调控创新团队对海水池塘养殖环境抗生素来源、抗生素抗性菌（ARB）的灭活和抗生素抗性基因（ARGs）的去除研究取得重要进展，相关成果分别以题为“Spatiotemporal variations and source tracking of antibiotics in an ecological aquaculture farm in Southern China”和“Removal of antibiotic resistance genes and inactivation of antibiotic-resistant bacteria by oxidative treatments”发表在国际期刊《Science of the Total Environment》（JCR 1区，IF=6.551）上，两篇论文第1作者分别为苏浩昌和赵晓雨，曹煜成为通讯作者。该研究结果为推动“无抗”健康养殖、科学使用渔用氧化剂防控ARB和ARGs的传播提供了重要参考。上述研究得到中国水产科学研究院科技创新团队项目（2020TD54）、国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”（2019YFD0900402）、国家现代虾蟹产业技术体系（CARS-48）等项目联合资助。

　　抗生素在医疗卫生事业和畜禽养殖业的大量使用及其在生物体内的不完全代谢使其在自然界水体环境中残留，并通过养殖水源水的传播途径进入养殖环境，还可能诱导形成抗生素抗性菌（antibiotic resistant bacteria， ARB）和抗性基因（antibiotic resistant genes， ARGs）。ARGs是一类新型环境污染物，可在水产养殖水源环境中大量检出，它能借助移动遗传元件转移到病原菌的基因组中，使病原菌产生抗生素耐药性，对水产养殖动物甚至人体健康造成潜在威胁。

　　该研究应用超高效液相色谱串联双质谱技术（UPLC-MS/MS）分析了广东电白某大型对虾养殖场不同养殖阶段水源水和池塘环境中抗生素的浓度。结果显示，养殖成品虾中无检出目标抗生素；养殖水源水和池塘水中均检出多达12种抗生素，其中脱水红霉素浓度最高，在水源水和池塘水中浓度分别为2273±312 ng/L和1160±137 ng/L，水源水中抗生素的总浓度是池塘水的1.96-40.58倍。饲料中抗生素总浓度为6.27-6.86 ng/g；在养殖过程，池塘水体中抗生素总浓度呈下降趋势，而沉积物中抗生素总浓度呈上升高趋势（p < 0.05）。分析发现，养殖水源水是监测池塘环境中抗生素的最主要来源，通过应用以环境调控为核心的生态健康养殖技术，可保障养殖对虾产品的安全。

　　该研究还分析了NaClO、C5H6Br2N2O2和KMnO4等3种养殖常用的渔用氧化剂对养殖水环境中ARB和ARGs的影响。NaClO对ARB-SR1灭活能力最强，其反应动力学常数k值为 6.36×104 M-1·s-1，其次是C5H6Br2N2O2和KMnO4；NaClO和C5H6Br2N2O2的sul1去除能力高于KMnO4，且NaClO和C5H6Br2N2O2对细胞内ARGs（iARGs）的去除效果显着强于细胞外ARGs（eARGs）。3种渔用氧化剂中NaClO对ARB和ARGs的去除能力最强，使用浓度5 mg/L即可使ARB-SR1灭活，15 mg/L时可有效去除池塘水体中的原生ARGs（1.0-log）。相较而言，KMnO4对eARGs的持续性去除效果更佳。