水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素抗性基因污染及其研究進(jìn)展

程紹宏

通化市水產(chǎn)技術(shù)推廣站

引言

目前，使用抗生素類藥物是防治病害的常用方法，除了對(duì)防治疾病有明顯作用外，抗生素在促進(jìn)生長(zhǎng)、加大營(yíng)養(yǎng)成分使用效率方面也有明顯作用?，F(xiàn)階段下，抗生素已成為我國(guó)動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)中較為普遍的飼料添加劑之一，但長(zhǎng)期濫用抗生素極易引發(fā)動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生抗生素抗性基因，抗生素抗性基因在動(dòng)物排泄后可對(duì)養(yǎng)殖地區(qū)及其所生活的周圍環(huán)境等留下潛在基因污染[1]。因此，如何解決水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素抗性基因污染已成為當(dāng)前水產(chǎn)行業(yè)中亟待解決的重要問(wèn)題。

1 .抗生素抗性基因研究方法

1.1 傳統(tǒng)微生物抑制法

在傳統(tǒng)微生物方法中，主要是通過(guò)系統(tǒng)的抗性表型來(lái)描述其抗性大小，然后通過(guò)相關(guān)檢驗(yàn)明確細(xì)菌種類，了解抗生素抗性基因的宿主特點(diǎn)，進(jìn)而更好的掌握抗生素抗性基因主要來(lái)源及傳播途徑[2]。在傳統(tǒng)研究方法中，微生物培養(yǎng)法是主要的研究方法，其主要以最小抑制濃度藥敏試驗(yàn)為基礎(chǔ)。該方法可對(duì)抗生素抑制微生物的情況進(jìn)行評(píng)估。抗生素含量越高，微生物群落所受抑制越大。

1.2 分子生物學(xué)技術(shù)

近幾年，隨著分子生物學(xué)技術(shù)及分子示蹤技術(shù)的迅速發(fā)展與優(yōu)化，為應(yīng)用于抗生素抗性基因的研究提供了先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。

（1）PCR技術(shù)

PCR技術(shù)是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的簡(jiǎn)稱，其主要是在生物體外進(jìn)行迅速、有特定選擇的擴(kuò)增特定DNA片段分子的生物學(xué)技術(shù)，不用對(duì)其進(jìn)行預(yù)先分離與培養(yǎng)，有效簡(jiǎn)化了試驗(yàn)程序，同時(shí)也降低了環(huán)境因素的干擾程度。

（2）宏基因組學(xué)

宏基因組學(xué)主要是把環(huán)境樣品中的DNA進(jìn)行克隆并為其尋找適合的載體，同時(shí)加入宿主細(xì)菌，然后對(duì)其進(jìn)行篩選，得出目的基因及測(cè)序分析的研究方法[3]。宏基因組學(xué)法可有效檢測(cè)出新型抗性基因，且其不只可在已有序列抗性基因類型中使用。

2 .抗生素抗性基因存在問(wèn)題

（1）尚未建立相關(guān)分析體系，缺乏科學(xué)監(jiān)測(cè)方法。在抗生素抗性基因中雖然PCR已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)微生物培養(yǎng)方式，但PCR技術(shù)自身存在著多種限制因素，比如：模板DNA所提取的純度、退火溫度、DNA聚合酶活性等，進(jìn)而對(duì)檢測(cè)的結(jié)果產(chǎn)生了影響，致使最終結(jié)果不夠精確；實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)受多種物體郵箱，尤其是引物二聚體影響，由于二聚體是非特異性的退火及延伸產(chǎn)物，對(duì)擴(kuò)增效率有明顯影響作用，同時(shí)在反應(yīng)體系中可與特異性產(chǎn)物進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)而降低實(shí)時(shí)熒光定量PCR的敏感程度；雖然隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的研究者都將一般的熒光定量PCR方法應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖中的抗生素抗性基因定量研究且效果較好，但該方法對(duì)抗生素抗性基因的分類限制性較強(qiáng)，進(jìn)而限制了人們對(duì)抗生素抗性基因種類的認(rèn)知范圍。

（2）現(xiàn)階段我國(guó)尚未對(duì)各個(gè)種類的抗生素抗性基因的主要來(lái)源、分布情況及傳播情況進(jìn)行相關(guān)探究分析，缺乏有關(guān)抗生素抗性基因的相關(guān)數(shù)據(jù)及詳細(xì)資料[4]。

（3）在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中，我國(guó)針對(duì)抗生素抗性基因的相關(guān)對(duì)策研究尚不夠充分，因此，現(xiàn)階段下，應(yīng)當(dāng)將抗生素抗性基因在特定外界條件但不同環(huán)境中的介質(zhì)降解機(jī)理作為亟待解決的重要研究問(wèn)題，進(jìn)而更好的阻礙抗生素抗性基因在當(dāng)前環(huán)境中的進(jìn)一步擴(kuò)散。

3 .針對(duì)抗生素抗性基因的有效對(duì)策

（1）在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中建立監(jiān)測(cè)分析抗生素抗性基因的相關(guān)體系，并加大對(duì)該類新型污染物的關(guān)注程度。

（2）利用高通量PCR技術(shù)，對(duì)不同水產(chǎn)養(yǎng)殖模式下的養(yǎng)殖環(huán)境介質(zhì)在整個(gè)養(yǎng)殖周期中的多種分類抗生素抗性基因的時(shí)空變化，對(duì)多種環(huán)境因子影響抗生素抗性基因傳播擴(kuò)散程度進(jìn)行分析，并對(duì)其過(guò)程進(jìn)行實(shí)踐模擬，研究出特定養(yǎng)殖環(huán)境下抗生素抗性基因的傳播擴(kuò)散規(guī)律，進(jìn)而更好的制定出相關(guān)制約對(duì)策，有效控制抗生素抗性基因的擴(kuò)散。

（3）以不同水平為主要角度，對(duì)抗生素抗性基因?qū)︷B(yǎng)殖環(huán)境中微生物的多種種類及其分布影響、對(duì)環(huán)境微生物群落進(jìn)化相關(guān)機(jī)制影響、微生物相互之間轉(zhuǎn)移機(jī)理等進(jìn)行研究分析。進(jìn)而尋找出行之有效的處理技術(shù)來(lái)降低廢水尤其是養(yǎng)殖業(yè)廢水中抗性菌株及抗生素抗性基因的豐度[5]。

（4）對(duì)各個(gè)種類的抗生素抗性基因在養(yǎng)殖環(huán)境中的主要來(lái)源及分布進(jìn)行分析。明確我國(guó)水產(chǎn)生殖環(huán)境中的重要抗生素抗性基因污染區(qū)域、具體種類及污染程度，并建立抗生素抗性基因污染的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)記錄。

（5）定期開(kāi)展抗生素抗性基因分子生態(tài)毒理學(xué)研究，進(jìn)而降低抗生素抗性基因產(chǎn)生耐藥性幾率，并建設(shè)抗生素及抗生素抗性基因的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制，針對(duì)當(dāng)前狀態(tài)制定出科學(xué)合理的解決措施與相關(guān)技術(shù)實(shí)施。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，現(xiàn)階段我國(guó)對(duì)抗生素抗性基因的相關(guān)研究數(shù)據(jù)較少，而社會(huì)大眾對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖中所出現(xiàn)的抗性基因污染重要性及其所導(dǎo)致的后果認(rèn)知尚未明確。而我國(guó)作為全球中的水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó)之一，應(yīng)及時(shí)建立有關(guān)使用抗生素的種類及數(shù)量方面明確的相關(guān)規(guī)章制度，進(jìn)而提高漁民對(duì)抗生素抗性基因的認(rèn)知程度，平衡水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境，有效減少環(huán)境中出現(xiàn)抗性基因的概率。

[1]朱丹,張瑞,楊琳.生活污水中四環(huán)素類抗生素抗性基因污染的初步研究[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017,42(02):49-52.

[2]黃福義,李虎,安新麗,歐陽(yáng)緯瑩,蘇建強(qiáng).城市生活污水和生活垃圾滲濾液抗生素抗性基因污染的比較研究[J].環(huán)境科學(xué),2016,37(10):3949-3954.

[3]文漢卿,史俊,尋昊,鄧慧萍.抗生素抗性基因在水環(huán)境中的分布、傳播擴(kuò)散與去除研究進(jìn)展[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2015,26(02):625-635.

[4]黃福義,李虎,韋蓓,歐陽(yáng)緯瑩,蘇建強(qiáng).長(zhǎng)期施用豬糞水稻土抗生素抗性基因污染研究[J].環(huán)境科學(xué),2014,35(10):3869-3873.

[5]徐艷,張遠(yuǎn),郭昌勝,王紅梅,王丁明,王凱,李曉晨,徐建.石家莊汪洋溝地區(qū)抗生素、抗性細(xì)菌和抗性基因污染特征[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2014,33(06):1174-1182.