科學家發(fā)現(xiàn)7種土霉素降解途徑

近日， 中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究員李兆君帶領科研人員采用現(xiàn)代色譜技術(shù)，揭示了假單胞菌降解土霉素的主要途徑。 研究結(jié)果對于環(huán)境中四環(huán)素類抗生素的去除等具有重要的理論意義和實踐應用價值。 相關(guān)研究成果在線發(fā)表在 《水研究》（Water Research）上。

自1928年青霉素被發(fā)現(xiàn)，各類抗生素相繼問世并被廣泛應用于人類醫(yī)療與畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，而大量的抗生素也會以醫(yī)療廢物、污水、養(yǎng)殖廢水、糞便等進入到環(huán)境中，對環(huán)境與人類生活均帶來潛在影響。 因此，抗生素環(huán)境效應及其去除技術(shù)機制，引起了全球廣泛關(guān)注。 近年來，盡管初步明確了常用抗生素尤其是獸用抗生素的環(huán)境效應、微生物對抗生素的降解作用效果，但對微生物降解抗生素的途徑機制尚不清楚。

該研究以畜禽養(yǎng)殖業(yè)中常用的四環(huán)素類抗生素土霉素為研究對象，研究了不同碳源、金屬離子、土霉素初始濃度、溫度、pH 值條件下假單胞菌對土霉素降解的作用，以及抗性基因相對豐度隨培養(yǎng)時間的變化等，并采用超高液相色譜-四級桿串聯(lián)飛行時間質(zhì)譜對主要的土霉素降解產(chǎn)物進行了定性分析， 推導出土霉素在假單胞菌降解過程中存在6 種不同的反應類型和7種可能的降解途徑，包括烯醇-酮轉(zhuǎn)化、羥基化、脫水、脫氨、脫甲基和脫羰基化等。同時，也發(fā)現(xiàn)三價鐵離子能夠顯著促進假單胞菌生長，進而提高土霉素的生物降解效果，且在上述降解過程中不會導致相關(guān)抗性基因的產(chǎn)生。

該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項目的資助。