資環(huán)所在華南三熟制農(nóng)田不同施肥模式長期定位試驗揭示土壤抗生素耐藥基因傳播方面取得新進展
近日，資環(huán)所農(nóng)業(yè)微生物團隊在國際期刊Environmental Pollution（中科院二區(qū)，IF=7.6）上發(fā)表了題為“Impact of different continuous fertilizations on the antibiotic resistome associated with a subtropical triple-cropping system over one decade”的研究論文。該論文利用華南三熟制農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)長期定位試驗揭示了不同施肥模式對土壤抗生素抗性基因（ARGs）分布的長期影響及其主要驅(qū)動因素。資環(huán)所為論文第一單位，鄭瑾博士后和李雅瑩副研究員為論文共同第一作者，顧文杰研究員為論文通訊作者。
ARGs的擴散和傳播在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中引起了廣泛關(guān)注。亞熱帶三熟制在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位，不僅保障了糧食安全，還促進了地方經(jīng)濟的發(fā)展和農(nóng)民收入的增加。然而，為了實現(xiàn)穩(wěn)定的生產(chǎn)，三熟制系統(tǒng)的土壤中會持續(xù)施用大量肥料，包括糞肥、有機肥等，這可能導致抗生素在土壤中的殘留增加，并刺激ARGs的傳播。然而，不同施肥模式對土壤ARGs分布的長期影響及其主要驅(qū)動因素仍不明確。本研究通過宏基因組技術(shù)，從長期定位試驗的2012年以及2021年連續(xù)施肥的三熟制土壤中共檢測到26種ARG類型的615種ARG亞型；與施化肥和雞糞有機肥相比，連續(xù)10年施加新鮮雞糞在引入大量新型ARGs的同時，也會刺激ARGs的擴散；而在不施肥及施加化肥處理中，土壤生態(tài)系統(tǒng)對ARGs的承載與傳播能力在長期過程中會逐漸趨于穩(wěn)定和降低。同時ARGs潛在宿主微生物的豐度不僅受到施肥引起的土壤pH和養(yǎng)分變化的影響，還可能受到輪作過程中作物根系分泌物等的影響。結(jié)合理化特征、病毒以及可移動遺傳元件（MGEs）的隨機森林模型和方差分解分析，表明由MGEs和病毒介導的水平基因轉(zhuǎn)移（HGT）可能是影響華南三熟制種植模式土壤中ARGs分布最關(guān)鍵的因素。這些發(fā)現(xiàn)為理解不同施肥模式對華南三熟制農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中ARGs傳播的影響提供了新的視角，同時為優(yōu)化施肥管理策略提供了重要的科學依據(jù)。
本研究得到了國家自然基金（42307185，41807031）、廣東省重點領(lǐng)域研發(fā)計劃項目（2023B0202020001）、廣東省農(nóng)業(yè)科學院低碳農(nóng)業(yè)與碳中和研究中心（XT202220）等項目的共同資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2024.125564
