Organic contaminants influence the horizontal transfer of antibiotic resistance genes

基因水平转移是抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes, ARGs)在环境中广泛传播的主要途径. 环境中常见的有机污染物可通过对ARGs水平转移产生影响而改变其丰度与分布. 近年来, 有机污染物如何影响ARGs水平转移过程已成为备受关注的一个研究热点, 相关研究取得一些进展. ARGs水平转移方式主要有接合、转化及转导. 接合是原核生物界中存在最广泛、贡献最大的基因水平转移方式. 除褪黑激素外, 多数有机污染物可通过施加选择性压力、引起氧化应激反应、改变细胞膜通透性和细胞接触效率、调节三磷酸腺苷(ATP)合成和群体感应等机制促进ARGs接合转移, 且促进作用受污染物浓度调控. 关于转化转移的研究相对有限, 多集中于探讨新型污染物的影响效应. 与接合转移相似, 多数有机污染物促进了ARGs转化, 但多环芳烃表现出抑制作用. 有机污染物对ARGs转化产生影响的有效浓度多在µg/L和mg/L量级, 作用时间也是调控其影响效用的关键因素. 其影响ARGs转化的机制主要包括: 影响ARGs载体的结构与功能、协助DNA抵御胞外酶降解、促进胞内活性氧自由基(ROS)生成、增强细胞膜通透性或增加细胞膜通道、提高细胞感受能力、促进用于搜索胞外DNA的菌毛形成、提高ARGs整合进基因组的几率. 虽然理论上有机污染物对ARGs转导存在影响潜力, 但相关研究仍几近空白. 今后研究需关注有机污染物对ARGs转化、转导以及由膜囊泡介导的一种新型水平转移方式的影响, 并尝试使用土著微生物和多类型质粒作为研究对象、在类环境条件下开展研究.