抗性基因（ARGs）的擴(kuò)散與傳播已經(jīng)引起全球的關(guān)注，但人們對(duì)其在自然食物網(wǎng)和生態(tài)系統(tǒng)中傳播的了解仍然有限，且ARGs的擴(kuò)散可能受到食物網(wǎng)中動(dòng)物及營(yíng)養(yǎng)關(guān)系的重大影響。跳蟲(chóng)和捕食性螨是自然生態(tài)系統(tǒng)中最豐富的兩種土壤小節(jié)肢類(lèi)動(dòng)物，在土壤食物網(wǎng)中占據(jù)著重要的營(yíng)養(yǎng)級(jí)地位，在土壤生態(tài)過(guò)程中（如凋落物的分解和碳氮的循環(huán)）起著重要的作用。各種各樣的食物（如豬糞，凋落物，細(xì)菌，真菌、原生動(dòng)物和線蟲(chóng)等）能夠被跳蟲(chóng)取食；同時(shí)，它自己也是各種捕食者（如捕食性螨）的獵物。捕食性螨對(duì)跳蟲(chóng)的捕食可能導(dǎo)致ARGs的營(yíng)養(yǎng)級(jí)轉(zhuǎn)移，增加捕食性螨中病原菌獲得耐藥基因的機(jī)會(huì)。然而，到目前為止，人們對(duì)土壤動(dòng)物抗性組的認(rèn)識(shí)還很不充分，更沒(méi)有研究揭示捕食性螨微生物組中ARGs的豐度與多樣性，以及糞肥對(duì)土壤食物鏈中ARGs營(yíng)養(yǎng)級(jí)轉(zhuǎn)移的影響。
鑒于此，中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所朱永官團(tuán)隊(duì)，通過(guò)構(gòu)建跳蟲(chóng)—捕食性螨模式土壤食物鏈，研究了抗性基因在施加豬糞的土壤生態(tài)系統(tǒng)中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，豬糞來(lái)源的ARGs會(huì)通過(guò)獵物跳蟲(chóng)傳遞到高一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的動(dòng)物捕食性螨體內(nèi)。豬糞的添加會(huì)增加土壤跳蟲(chóng)微生物組中ARGs的檢出數(shù)與豐度。隨著獵物跳蟲(chóng)微生物組中ARGs的增加，捕食性螨微生物組中的ARGs也隨之增加。此外，豬糞改變了跳蟲(chóng)和捕食性螨微生物組的組成與結(jié)構(gòu)，并降低其微生物群落的多樣性。相關(guān)性分析進(jìn)一步揭示了細(xì)菌群落和MGEs是土壤模式食物鏈中ARGs營(yíng)養(yǎng)級(jí)轉(zhuǎn)移的兩個(gè)重要驅(qū)動(dòng)因素，分別解釋了所有ARGs變異的50.63%和10.66%。這些結(jié)果表明，ARGs的食物鏈傳遞對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)中抗性基因的擴(kuò)散具有重要貢獻(xiàn)。
相關(guān)成果以Trophic Transfer of Antibiotic Resistance Genes in a Soil Detritus Food Chain 為題發(fā)表于Environ. Sci. Technol. 2019, 53, 7770-7781。城市環(huán)境所博士生朱冬為第一作者，研究員朱永官為通訊作者。該研究得到國(guó)家自然基金委和中科院先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)的支持。
抗性基因的營(yíng)養(yǎng)級(jí)轉(zhuǎn)移
