[发明专利]ermC基因在检测土壤抗生素抗性污染水平中的应用与方法

说明书

本发明公开了一种ermC基因在检测土壤抗生素抗性污染水平中的应用与方法。根据特定抗性基因ermC富集倍数与ARGs总富集倍数间具有极显著的正相关关系(P<0.001)，根据土壤中这种基因的富集水平对土壤抗生素抗性污染的水平进行检测和评价，极大地节约了人力、物力，并能较好地反应土壤抗生素抗性污染水平。

技术领域

本发明属于土壤环境污染物的检测技术领域，具体涉及ermC基因在检测土壤抗生素抗性污染水平中的应用与方法。

背景技术

在人类医学和家畜饲养中，抗生素被广泛用于治疗或预防疾病发生和促进家畜生长提高产量。然而，摄入人体或动物体内的抗生素很少能被人和动物吸收，大部分抗生素会排出人和动物体外并随着处理后污水的排放和人畜粪便作为肥料使用而扩散到土壤中，使土壤环境成为一个巨大的潜在的抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)储存库。越来越多的证据表明抗生素在环境中的释放和扩散会对土壤微生物施加选择性压力，从而导致携带ARGs的微生物数量显著增长。最近发表的世界卫生组织的研究警告说“抗生素抗性细菌正在全世界的许多地方尤其是中国流行，这将可能导致人和动物罹患脑膜炎和使皮肤、血液、肾脏和其他器官受到感染”。

携带ARGs的微生物菌株死亡后，包含ARGs的DNA分子可释放到环境中长期存在,并可能通过直接接触或食物链迁移等多种途径进入人体，增加人体的抗生素耐药性，使细菌感染性疾病的治疗更为困难。此外，由于基因污染比较特殊，它可以通过可移动遗传元件介导的水平基因转移机制在相似细菌以及病原菌和非病原菌间无限制地传播，而且具遗传性，很难控制和消除，一旦形成将对人类健康和生态系统安全造成长期、不可逆的危害。因此，评价土壤抗生素抗性污染水平已成为国际关注的热点。

由于ARGs主要由土壤中的各类耐药微生物所携带，因此检测土壤抗生素抗性污染水平可从抗性微生物数量和抗性基因丰度两方面进行检测，对应的检测方法分别为：抗性微生物培养法和抗性基因定量PCR扩增法。抗性微生物培养法评价土壤抗生素污染水平主要通过抗性微生物占总可培养微生物的比例来表示；抗性基因定量PCR扩增法，主要通过抗性基因占总细菌16S rRNA基因丰度的比例来表示。由于土壤中只有0.1～10％的微生物是可培养的，因此抗性微生物培养法评价土壤抗生素抗性污染水平的准确性受到质疑。抗性基因定量PCR扩增法能够避开微生物培养法的缺陷，通过直接从土壤中提取DNA，并对目的基因片段进行扩增和根据扩增过程中的荧光强度对基因丰度进行准确定量，从而在抗生素抗性污染分析中受到了广泛采用。然而土壤中的抗生素抗性污染常常涉及多种抗生素，因此要想准确评价总的土壤抗生素抗性污染，需要通过高通量定量PCR的方法对数十种乃至几百种基因进行扩增，通过对拟评价土壤与对照土壤中经细菌丰度校正后的各类ARGs的丰度进行比较分析，分别计算出拟评价土壤中每一种抗性基因的富集倍数，所有ARGs富集倍数的加和可反应土壤总的抗生素抗性污染水平。但这种检测方法涵盖的抗性基因数量巨大，因此花费成本高，且耗时耗力，不利于大规模推广。

一种省时、廉价和准确的土壤抗生素抗性污染水平检测方法对于评价人类所面临的潜在抗生素抗性污染风险和实施阻止抗生素抗性传播的策略是非常关键的。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供ermC基因在检测土壤抗生素抗性污染水平中的应用与方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基因ermC在检测土壤抗生素抗性污染水平中的应用。

上述的应用是通过基因ermC的富集倍数与ARGs总富集倍数之间的正相关体现的。

所述基因ermC的富集倍数与ARGs总富集倍数之间的关系：y＝734.623+2.606x，其中x为ermC富集倍数，y为ARGs总富集倍数。

一种利用基因ermC检测土壤抗生素抗性污染水平的方法，具体包括以下的步骤：