典型抗生素在土壤-植物中的遷移及其機制.pdf

1、獸用抗生素作為飼料添加劑被廣泛地應(yīng)用于養(yǎng)殖業(yè)中，進而不斷被引入土壤環(huán)境，其造成的假持久性污染效應(yīng)及其所引起的潛在環(huán)境毒性效應(yīng)均引起了社會的廣泛關(guān)注。本文以我國使用量較大的金霉素(CTC)、磺胺甲惡唑(SMZ)、磺胺噻唑(ST)、泰樂菌素(TYL)和慶大霉素(CM)5種典型抗生素為模型藥物，研究了高濃度和低濃度條件下，典型抗生素的植物吸收轉(zhuǎn)運富集規(guī)律及機制。取得的具體結(jié)果如下:
　　(1)在實驗室已有方法的基礎(chǔ)上，利用高效液相色譜串

2、聯(lián)質(zhì)譜，建立了高效的4種單一抗生素的液質(zhì)檢測方法，其檢測限和定量限分別達到0.006-0.014μg/kg和0.01-0.048μg/kg;建立了植物中慶大霉素的提取方法及其HPLC-MS/MS檢測方法，回收率介于93.3％-95.2％，檢測限與定量限分別為0.001-0.002μg/kg和0.003-0.006μg/kg。方法簡捷實用，可完成植物中抗生素殘留的快速定量測定。
　　(2)通過復(fù)合抗生素對玉米的影響研究發(fā)現(xiàn)，不同抗生

3、素在玉米根尖(0.5-10.0mm)的分布區(qū)域不同，復(fù)合抗生素影響植物對抗生素的吸收和轉(zhuǎn)運。CTC和SMZ的最大富集量分布于根尖0.5-2.0mm處，ST分布于根尖4.0-6.0mm處;復(fù)合抗生素脅迫下，根系富集系數(shù)(RCF)和轉(zhuǎn)運系數(shù)(TF)值均有不同程度的波動:CTC的RCF值介于0.01-0.73之間，SMZ的RCF值介于0.01-0.28;CTC的TF值介于0.01-2.5之間，SMZ的TF值介于0.01-2.8之間。通過對玉米

4、水培系統(tǒng)中不同時期抗生素轉(zhuǎn)歸的研究，發(fā)現(xiàn)在無直接光照影響下玉米植株對抗生素的生物降解是抗生素在玉米體系中的主要消解途徑;通過不同呼吸抑制劑(NaN3、丙二酸、SHAM、SHAM+NaN3)處理發(fā)現(xiàn)，10mg/L的CTC和SMZ處理下的玉米根系對抗生素的吸收為主動吸收過程;通過添加水通道蛋白抑制劑HgCl2，發(fā)現(xiàn)兩種抗生素的轉(zhuǎn)運過程與玉米的水通道蛋白相關(guān)。
　　(3)通過在盆土中添加不同濃度抗生素(1、10和50mg/kg)，發(fā)現(xiàn)土

5、壤環(huán)境中殘留抗生素濃度隨初始處理濃度的升高而升高;添加抗生素降解菌會一定程度提高抗生素的去除效果，隨著植物不斷生長，各處理間抗生素殘留率差異逐漸變小。通過在盆土中添加抗生素和抗生素降解菌，發(fā)現(xiàn)菠菜盆栽試驗中，7d后添加慶大霉素及其降解菌(CGF)處理比只添加慶大霉素(CG)處理中慶大霉素殘留率下降了約3.3％，CTW處理比只添加泰樂菌素(CT)處理中泰樂菌素的殘留率降低了4.1％，證實了抗生素降解菌可以提高土壤中兩種抗生素的去除效果。<

6、br>　　(4)菠菜盆栽試驗中，通過添加外源抗生素（泰樂菌素和慶大霉素）及其降解菌（泰樂菌素降解細菌無色桿菌和慶大霉素降解真菌FZC3），發(fā)現(xiàn)泰樂菌素降解細菌和慶大霉素對土壤細菌影響較大，慶大霉素降解真菌FZC3和泰樂菌素對土壤真菌影響較大，同時添加這兩種抗生素會有拮抗效應(yīng)。相比于空白處理(CC)，CG、CTW和CMM三個處理對土壤中細菌豐富度和多樣性有顯著影響，CGF、CT和CMM三個處理對土壤中真菌豐富度和多樣性有顯著影響。分析比較

7、各處理中細菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，第1周和第2周時，CG、CTW和CMM三個處理的群落結(jié)構(gòu)與CC處理間差異顯著，證實慶大霉素和泰樂菌素降解細菌無色桿菌對細菌群落影響較大。分析比較各處理中真菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，兩周均表現(xiàn)為CGF、CT和CMM處理中真菌群落結(jié)構(gòu)與CC處理之間差異顯著，證實泰樂菌素和慶大霉素降解真菌FZC3對土壤真菌的影響較大。而CM組中真菌和細菌的群落豐富度與多樣性、細菌群落結(jié)構(gòu)和真菌群落結(jié)構(gòu)均與CC組間無顯著差異，證實同時添加慶大霉