水产养殖环境中抗生素抗性基因污染及其研究进展

程绍宏

通化市水产技术推广站

引言

目前，使用抗生素类药物是防治病害的常用方法，除了对防治疾病有明显作用外，抗生素在促进生长、加大营养成分使用效率方面也有明显作用。现阶段下，抗生素已成为我国动物养殖业中较为普遍的饲料添加剂之一，但长期滥用抗生素极易引发动物体内产生抗生素抗性基因，抗生素抗性基因在动物排泄后可对养殖地区及其所生活的周围环境等留下潜在基因污染[1]。因此，如何解决水产养殖环境中抗生素抗性基因污染已成为当前水产行业中亟待解决的重要问题。

1 .抗生素抗性基因研究方法

1.1 传统微生物抑制法

在传统微生物方法中，主要是通过系统的抗性表型来描述其抗性大小，然后通过相关检验明确细菌种类，了解抗生素抗性基因的宿主特点，进而更好的掌握抗生素抗性基因主要来源及传播途径[2]。在传统研究方法中，微生物培养法是主要的研究方法，其主要以最小抑制浓度药敏试验为基础。该方法可对抗生素抑制微生物的情况进行评估。抗生素含量越高，微生物群落所受抑制越大。

1.2 分子生物学技术

近几年，随着分子生物学技术及分子示踪技术的迅速发展与优化，为应用于抗生素抗性基因的研究提供了先进的科学技术。

（1）PCR技术

PCR技术是聚合酶链式反应的简称，其主要是在生物体外进行迅速、有特定选择的扩增特定DNA片段分子的生物学技术，不用对其进行预先分离与培养，有效简化了试验程序，同时也降低了环境因素的干扰程度。

（2）宏基因组学

宏基因组学主要是把环境样品中的DNA进行克隆并为其寻找适合的载体，同时加入宿主细菌，然后对其进行筛选，得出目的基因及测序分析的研究方法[3]。宏基因组学法可有效检测出新型抗性基因，且其不只可在已有序列抗性基因类型中使用。

2 .抗生素抗性基因存在问题

（1）尚未建立相关分析体系，缺乏科学监测方法。在抗生素抗性基因中虽然PCR已经完全取代了传统微生物培养方式，但PCR技术自身存在着多种限制因素，比如：模板DNA所提取的纯度、退火温度、DNA聚合酶活性等，进而对检测的结果产生了影响，致使最终结果不够精确；实时荧光定量PCR技术受多种物体邮箱，尤其是引物二聚体影响，由于二聚体是非特异性的退火及延伸产物，对扩增效率有明显影响作用，同时在反应体系中可与特异性产物进行竞争，进而降低实时荧光定量PCR的敏感程度；虽然随着科学技术的不断发展，越来越多的研究者都将一般的荧光定量PCR方法应用于水产养殖中的抗生素抗性基因定量研究且效果较好，但该方法对抗生素抗性基因的分类限制性较强，进而限制了人们对抗生素抗性基因种类的认知范围。

（2）现阶段我国尚未对各个种类的抗生素抗性基因的主要来源、分布情况及传播情况进行相关探究分析，缺乏有关抗生素抗性基因的相关数据及详细资料[4]。

（3）在水产养殖环境中，我国针对抗生素抗性基因的相关对策研究尚不够充分，因此，现阶段下，应当将抗生素抗性基因在特定外界条件但不同环境中的介质降解机理作为亟待解决的重要研究问题，进而更好的阻碍抗生素抗性基因在当前环境中的进一步扩散。

3 .针对抗生素抗性基因的有效对策

（1）在水产养殖业中建立监测分析抗生素抗性基因的相关体系，并加大对该类新型污染物的关注程度。

（2）利用高通量PCR技术，对不同水产养殖模式下的养殖环境介质在整个养殖周期中的多种分类抗生素抗性基因的时空变化，对多种环境因子影响抗生素抗性基因传播扩散程度进行分析，并对其过程进行实践模拟，研究出特定养殖环境下抗生素抗性基因的传播扩散规律，进而更好的制定出相关制约对策，有效控制抗生素抗性基因的扩散。

（3）以不同水平为主要角度，对抗生素抗性基因对养殖环境中微生物的多种种类及其分布影响、对环境微生物群落进化相关机制影响、微生物相互之间转移机理等进行研究分析。进而寻找出行之有效的处理技术来降低废水尤其是养殖业废水中抗性菌株及抗生素抗性基因的丰度[5]。

（4）对各个种类的抗生素抗性基因在养殖环境中的主要来源及分布进行分析。明确我国水产生殖环境中的重要抗生素抗性基因污染区域、具体种类及污染程度，并建立抗生素抗性基因污染的数据库，对其进行详细记录。

（5）定期开展抗生素抗性基因分子生态毒理学研究，进而降低抗生素抗性基因产生耐药性几率，并建设抗生素及抗生素抗性基因的环境风险评估机制，针对当前状态制定出科学合理的解决措施与相关技术实施。

结束语

总而言之，现阶段我国对抗生素抗性基因的相关研究数据较少，而社会大众对水产养殖中所出现的抗性基因污染重要性及其所导致的后果认知尚未明确。而我国作为全球中的水产养殖大国之一，应及时建立有关使用抗生素的种类及数量方面明确的相关规章制度，进而提高渔民对抗生素抗性基因的认知程度，平衡水产养殖环境，有效减少环境中出现抗性基因的概率。

[1]朱丹,张瑞,杨琳.生活污水中四环素类抗生素抗性基因污染的初步研究[J].西南师范大学学报(自然科学版),2017,42(02):49-52.

[2]黄福义,李虎,安新丽,欧阳纬莹,苏建强.城市生活污水和生活垃圾渗滤液抗生素抗性基因污染的比较研究[J].环境科学,2016,37(10):3949-3954.

[3]文汉卿,史俊,寻昊,邓慧萍.抗生素抗性基因在水环境中的分布、传播扩散与去除研究进展[J].应用生态学报,2015,26(02):625-635.

[4]黄福义,李虎,韦蓓,欧阳纬莹,苏建强.长期施用猪粪水稻土抗生素抗性基因污染研究[J].环境科学,2014,35(10):3869-3873.

[5]徐艳,张远,郭昌胜,王红梅,王丁明,王凯,李晓晨,徐建.石家庄汪洋沟地区抗生素、抗性细菌和抗性基因污染特征[J].农业环境科学学报,2014,33(06):1174-1182.