水產養殖環境中抗生素抗性基因污染及其研究進展

程紹宏

通化市水產技術推廣站

引言

目前，使用抗生素類藥物是防治病害的常用方法，除了對防治疾病有明顯作用外，抗生素在促進生長、加大營養成分使用效率方面也有明顯作用。現階段下，抗生素已成為我國動物養殖業中較為普遍的飼料添加劑之一，但長期濫用抗生素極易引發動物體內產生抗生素抗性基因，抗生素抗性基因在動物排泄后可對養殖地區及其所生活的周圍環境等留下潛在基因污染[1]。因此，如何解決水產養殖環境中抗生素抗性基因污染已成為當前水產行業中亟待解決的重要問題。

1 .抗生素抗性基因研究方法

1.1 傳統微生物抑制法

在傳統微生物方法中，主要是通過系統的抗性表型來描述其抗性大小，然后通過相關檢驗明確細菌種類，了解抗生素抗性基因的宿主特點，進而更好的掌握抗生素抗性基因主要來源及傳播途徑[2]。在傳統研究方法中，微生物培養法是主要的研究方法，其主要以最小抑制濃度藥敏試驗為基礎。該方法可對抗生素抑制微生物的情況進行評估。抗生素含量越高，微生物群落所受抑制越大。

1.2 分子生物學技術

近幾年，隨著分子生物學技術及分子示蹤技術的迅速發展與優化，為應用于抗生素抗性基因的研究提供了先進的科學技術。

（1）PCR技術

PCR技術是聚合酶鏈式反應的簡稱，其主要是在生物體外進行迅速、有特定選擇的擴增特定DNA片段分子的生物學技術，不用對其進行預先分離與培養，有效簡化了試驗程序，同時也降低了環境因素的干擾程度。

（2）宏基因組學

宏基因組學主要是把環境樣品中的DNA進行克隆并為其尋找適合的載體，同時加入宿主細菌，然后對其進行篩選，得出目的基因及測序分析的研究方法[3]。宏基因組學法可有效檢測出新型抗性基因，且其不只可在已有序列抗性基因類型中使用。

2 .抗生素抗性基因存在問題

（1）尚未建立相關分析體系，缺乏科學監測方法。在抗生素抗性基因中雖然PCR已經完全取代了傳統微生物培養方式，但PCR技術自身存在著多種限制因素，比如：模板DNA所提取的純度、退火溫度、DNA聚合酶活性等，進而對檢測的結果產生了影響，致使最終結果不夠精確；實時熒光定量PCR技術受多種物體郵箱，尤其是引物二聚體影響，由于二聚體是非特異性的退火及延伸產物，對擴增效率有明顯影響作用，同時在反應體系中可與特異性產物進行競爭，進而降低實時熒光定量PCR的敏感程度；雖然隨著科學技術的不斷發展，越來越多的研究者都將一般的熒光定量PCR方法應用于水產養殖中的抗生素抗性基因定量研究且效果較好，但該方法對抗生素抗性基因的分類限制性較強，進而限制了人們對抗生素抗性基因種類的認知范圍。

（2）現階段我國尚未對各個種類的抗生素抗性基因的主要來源、分布情況及傳播情況進行相關探究分析，缺乏有關抗生素抗性基因的相關數據及詳細資料[4]。

（3）在水產養殖環境中，我國針對抗生素抗性基因的相關對策研究尚不夠充分，因此，現階段下，應當將抗生素抗性基因在特定外界條件但不同環境中的介質降解機理作為亟待解決的重要研究問題，進而更好的阻礙抗生素抗性基因在當前環境中的進一步擴散。

3 .針對抗生素抗性基因的有效對策

（1）在水產養殖業中建立監測分析抗生素抗性基因的相關體系，并加大對該類新型污染物的關注程度。

（2）利用高通量PCR技術，對不同水產養殖模式下的養殖環境介質在整個養殖周期中的多種分類抗生素抗性基因的時空變化，對多種環境因子影響抗生素抗性基因傳播擴散程度進行分析，并對其過程進行實踐模擬，研究出特定養殖環境下抗生素抗性基因的傳播擴散規律，進而更好的制定出相關制約對策，有效控制抗生素抗性基因的擴散。

（3）以不同水平為主要角度，對抗生素抗性基因對養殖環境中微生物的多種種類及其分布影響、對環境微生物群落進化相關機制影響、微生物相互之間轉移機理等進行研究分析。進而尋找出行之有效的處理技術來降低廢水尤其是養殖業廢水中抗性菌株及抗生素抗性基因的豐度[5]。

（4）對各個種類的抗生素抗性基因在養殖環境中的主要來源及分布進行分析。明確我國水產生殖環境中的重要抗生素抗性基因污染區域、具體種類及污染程度，并建立抗生素抗性基因污染的數據庫，對其進行詳細記錄。

（5）定期開展抗生素抗性基因分子生態毒理學研究，進而降低抗生素抗性基因產生耐藥性幾率，并建設抗生素及抗生素抗性基因的環境風險評估機制，針對當前狀態制定出科學合理的解決措施與相關技術實施。

結束語

總而言之，現階段我國對抗生素抗性基因的相關研究數據較少，而社會大眾對水產養殖中所出現的抗性基因污染重要性及其所導致的后果認知尚未明確。而我國作為全球中的水產養殖大國之一，應及時建立有關使用抗生素的種類及數量方面明確的相關規章制度，進而提高漁民對抗生素抗性基因的認知程度，平衡水產養殖環境，有效減少環境中出現抗性基因的概率。

[1]朱丹,張瑞,楊琳.生活污水中四環素類抗生素抗性基因污染的初步研究[J].西南師范大學學報(自然科學版),2017,42(02):49-52.

[2]黃福義,李虎,安新麗,歐陽緯瑩,蘇建強.城市生活污水和生活垃圾滲濾液抗生素抗性基因污染的比較研究[J].環境科學,2016,37(10):3949-3954.

[3]文漢卿,史俊,尋昊,鄧慧萍.抗生素抗性基因在水環境中的分布、傳播擴散與去除研究進展[J].應用生態學報,2015,26(02):625-635.

[4]黃福義,李虎,韋蓓,歐陽緯瑩,蘇建強.長期施用豬糞水稻土抗生素抗性基因污染研究[J].環境科學,2014,35(10):3869-3873.

[5]徐艷,張遠,郭昌勝,王紅梅,王丁明,王凱,李曉晨,徐建.石家莊汪洋溝地區抗生素、抗性細菌和抗性基因污染特征[J].農業環境科學學報,2014,33(06):1174-1182.