[发明专利]使用微生物裂解反应来削减剩余污泥中多种抗生素抗性基因丰度和限制其水平转移的方法

说明书

本发明涉及一种削减剩余污泥中多种抗生素抗性基因丰度和限制其水平转移的方法，该方法利用一种寄生型蛭弧菌能够侵入其他宿主细胞并利用宿主细胞内多肽及氨基酸等作为能源和碳源进行自我增值能力，对携带抗生素抗性基因的污泥宿主细胞内的遗传物质进行降解与重构，从而达到削减多种抗性基因丰度的目的，同时对可移动基因元件，即Ⅰ类整合子(intl 1)的降解也有效抑制了抗生素抗性基因在生物转化过程中的水平转移。本发明所述方法能够显著削减剩余污泥中多种抗性基因，包括磺胺类(sul1、sul2)、四环素类(tetC、tetQ)以及Ⅰ类整合子intl 1)丰度，同时具有设备简易，节约能源，无二次污染，为减轻市政剩余污泥抗生素抗性基因污染，以及开发园林绿化基质土、土壤改良剂等系列污泥资源化产品，拓宽土地利用范围与资源化产品利用量提供一条环境友好、绿色低碳、经济高效的生态途径。

技术领域

本发明涉及一种用微生物裂解反应来削减剩余污泥中多种抗生素抗性基因丰度和限制其水平转移的方法，属于环保技术领域。

背景技术

作为广谱抗菌药物，抗生素使用极其广泛且用量巨大，而我国的抗生素产量个消费量现一直居世界首位。存在于环境中的抗生素可诱导其胁迫下的细菌产生耐药性，而抗性基因是细菌耐药性形成和传播的基础，可由基因突变或水平转移获得。抗性基因不依赖其产生的生物毒性，并具有遗传性和自我复制性，可通过移动基因元件如质粒、整合子和转座子以结合、转导和转化等方式在物种间转移和传播。故抗性基因难以控制和消除，环境风险强，现被认定为一种新型环境污染物。

市政污水处理系统高密度的微生物菌群和优良的混合条件，有利于抗性基因的水平转移和耐药菌的产生。已有研究表明，活性污泥能够显著提高抗性基因的转移频率。污水处理厂现有工艺对抗性基因去除率一般较低，但活性污泥由于亲脂吸附和静电引力通常可富集抗生素，导致抗性基因在污泥中的种类和丰度远高于在污水处理厂进、出水中。因此，污水处理厂不可避免的成为抗性基因的重要储存库，而随着后续脱水污泥的处理处置过程及土地和农业资源化利用过程，抗性基因将通过地下水、沉积物和土壤等环境介质重新进入外部环境中，造成二次污染，并通过食物链的递进对人类健康造成重大威胁。

根据检出频率及丰度，在国内污水处理厂中尤以四环素类和磺胺类抗生素抗性基因为集中关注对象，同时Ⅰ类整合子(intl 1)作为常见的用于指示抗性基因水平转移程度的可移动基因元件也受到广泛关注。

本发明提供了一种利用微生物裂解反应来削减剩余污泥中多种抗生素抗性基因丰度和限制其水平转移的方法，期望能够为减轻市政剩余污泥抗生素抗性基因污染，以及开发园林绿化基质土、土壤改良剂等系列污泥资源化产品，拓宽土地利用范围与资源化产品利用量提供一条环境友好、绿色低碳、经济高效的生态途径。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用寄生型蛭弧菌对携带抗生素抗性基因的污泥宿主细胞内的遗传物质进行降解与重构，从而有效削减剩余污泥中多种抗性基因(包括磺胺类(sul1、sul2)、四环素类(tetC、tetQ)丰度，同时通过降低剩余污泥中可移动基因元件—Ⅰ类整合子(intl 1)的丰度来抑制多种抗生素抗性基因水平传播，且不对环境造成二次污染，绿色环保的抗性基因去除工艺，以缓解抗生素抗性基因污染问题，为保障人类公共健康提供支持。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种使用微生物裂解反应来削减剩余污泥中多种抗生素抗性基因丰度和限制其水平转移的方法，其特征在于，所述方法包括具体如下：