“塑料际”的微生物群落结构与健康风险
编号:761
访问权限:私有
更新:2023-04-10 17:35:45
浏览:525次
口头报告
摘要
由于塑料和微塑料分布广泛且在地表不断累积,有学者提出它们作为“新兴地质材料”的独特环境学意义需要重视。塑料微粒表面生物膜就是这种环境学意义的重要体现。水体和土壤环境中塑料表面可以为微生物提供一个独特的生境,能选择性的吸附特定微生物在其表面定植并形成生物膜,被称为“塑料际(plastisphere)”。本项目针对淡水水体及室内灰尘中的塑料际的微生物群落结构与健康风险进行研究。使用液相色谱串联质谱和激光红外光谱鉴定灰尘中的塑料和天然聚合物成分,并分析其与灰尘中的主要细菌群落和18种抗生素耐药基因(ARGs)丰度的关系;再以室内模拟实验验证细菌在不同聚合物微粒表面的特异性定植。研究发现,合成纤维(PET和PA)与天然纤维(棉、头发和羊毛)表面存在显著不同的细菌群落。相比于合成纤维,天然纤维表面具有更高的细菌生物量,且ARGs的绝对丰度也更高,但合成纤维表面具有更高的ARGs相对丰度(/16S rRNA)和潜在病原菌指数更高。这表明室内环境中存在能选择性富集ARGs和病原菌的塑料际。可降解塑料(PLA)微粒表面具有与难降解塑料(PP和PE)相似的细菌群落结构,但其生物量与天然聚合物相近,表现出独特的健康风险。同时比较了地表水中聚乳酸(PLA)、聚氯乙烯(PVC)、和石英石颗粒表面形成的生物膜对对四环素(TC)的降解能力。在加入石英石的体系中,四环素的28 d降解率约为24%,显著高于添加PLA(17.3%)和PVC(16.7%)的体系。对三种生物膜进行扩增培养后证实,石英石生物膜比塑料际具有更高的四环素降解能力。16S rRNA高通量测序和宏基因组分析表明,石英石生物膜中含有更丰富的四环素降解菌、四环素降解相关基因以及四环素相关代谢通路。矿物表面的寡营养环境可能会导致石英石表面生物膜对环境中难利用的有机碳源(如四环素)具有更高代谢能力。相比之下,微塑料表面对抗生素较高的吸附能力,这导致塑料际面临更强的抗生素胁迫,从而强化了塑料圈中微生物对耐药基因的承载能力。而与不可降解的PVC微塑料相比,可生物降解的PLA塑料际具有更大的生物量和更多的耐药基因。
关键词
微塑料,微生物群落,抗生素耐药基因,可降解塑料,天然聚合物
发表评论