科学家发现7种土霉素降解途径

近日， 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员李兆君带领科研人员采用现代色谱技术，揭示了假单胞菌降解土霉素的主要途径。 研究结果对于环境中四环素类抗生素的去除等具有重要的理论意义和实践应用价值。 相关研究成果在线发表在 《水研究》（Water Research）上。

自1928年青霉素被发现，各类抗生素相继问世并被广泛应用于人类医疗与畜禽水产养殖业，而大量的抗生素也会以医疗废物、污水、养殖废水、粪便等进入到环境中，对环境与人类生活均带来潜在影响。 因此，抗生素环境效应及其去除技术机制，引起了全球广泛关注。 近年来，尽管初步明确了常用抗生素尤其是兽用抗生素的环境效应、微生物对抗生素的降解作用效果，但对微生物降解抗生素的途径机制尚不清楚。

该研究以畜禽养殖业中常用的四环素类抗生素土霉素为研究对象，研究了不同碳源、金属离子、土霉素初始浓度、温度、pH 值条件下假单胞菌对土霉素降解的作用，以及抗性基因相对丰度随培养时间的变化等，并采用超高液相色谱-四级杆串联飞行时间质谱对主要的土霉素降解产物进行了定性分析， 推导出土霉素在假单胞菌降解过程中存在6 种不同的反应类型和7种可能的降解途径，包括烯醇-酮转化、羟基化、脱水、脱氨、脱甲基和脱羰基化等。同时，也发现三价铁离子能够显著促进假单胞菌生长，进而提高土霉素的生物降解效果，且在上述降解过程中不会导致相关抗性基因的产生。

该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国农科院科技创新工程等项目的资助。