英文标题：Vertical migration and dissipation of oxytetracycline induces the recoverable shift in microbial community and antibiotic resistance

中文标题：土霉素纵向迁移消散介导菌群结构及抗性基因丰度的可逆恢复

发表时间&期刊：2023.09.18 & Science of The Total Environment（IF：9.8）

作者单位：浙江大学环境与资源学院

测序技术：Nanopore宏基因组、Illumina 16S V4-V5 

1.不同土层中OTC消散动力学特征

不同土层中OTC的暴露强度在0.03-6.45mg/kg之间，消散动力学特征有明显差异。表层是OTC消散的主要场所，消散率为74.0%-96.6%，OTC易吸附于表层土壤而不易向下迁移（图1）。

图1 (A)各土层的OTC浓度 (B)OTC在各层中随时间的消散趋势

2. OTC迁移消散介导菌群结构的扰动与恢复

OTC的迁移和消散导致群落组成发生变化，但部分样本的菌群随时间推移得到恢复（图2A、B）；从第一阶段到第二阶段群落的稳定性逐渐升高（图2C），表明抗生素对菌群产生了实质扰动，随着抗生素的迁移消散菌群也逐渐恢复到初始状态。

图2 抗生素扰动下细菌群落的结构动态分析 (A)样本间的结构差异 (B)群落结构在MDS1和MDS2维度上的时序变化 (C)群落结构稳定特性分析

3.OTC提高了物种间相互作用

绘制了度-节点数的频数分布图发现度-节点数符合典型的幂律分布（图3B），以此为依据挑选出21个相关的OTU，所挑选节点的介数中心性随OTC浓度上升而增大（图3C）。表明OTC的添加导致上述OTU在群落中起到了“枢纽（hub）”的重要作用。

图3不同抗生素浓度下的微生物互作网络。(A) 根据OTU丰度变化的显著相关性构建相关性网络；(B) 节点-度频度分布；(C) 介数中心性参数评估高连接度OTU的连通性。

4. OTC迁移消散介导的ARG丰度变化

随着时间的推移，ARGs也出现了短期积累，标志性基因tetG和mexB（分别代表获得性抗性和固有抗性）的相对丰度比添加抗生素前高10倍，但随时间推移逐渐恢复至初始水平（图 4）

图4 不同土层中抗四环素基因mexB和tetG相对丰度随时间的变化

虽然OTC的瞬时暴露对菌群产生了实质影响，但这种影响随着OTC的迁移消散而逐渐消失。ARGs与群落组成呈现相似的扰动后恢复现象，表明微生物并非只有“增加ARGs”这一种应对抗生素暴露的方式。该研究有助于进一步加深对抗生素与抗性基因环境行为方面的认识。

参考文献：

[1] Zishu Liu, et al. Vertical migration and dissipation of oxytetracycline induces the recoverable shift in microbial community and antibiotic resistance. Science of The Total Environment. 2023