[发明专利]一种利用生物炭抑制水中胞外抗生素抗性基因转化的方法

说明书

本发明公开了一种利用生物炭抑制水中胞外抗生素抗性基因转化的方法，属于生物炭技术领域。该方法的步骤如下：在微生物的培养体系中加入生物炭或者生物炭浸出液，以抑制水中胞外抗生素抗性基因通过转化进入微生物细胞中。其中生物炭为生物质原料经热解之后的炭化产物；生物炭浸出液为将所述生物炭在溶液体系中充分浸出，然后过滤去除生物炭颗粒后得到的溶液部分。由于采用上述技术方案，能够抑制胞外抗生素抗性基因在水体中的转化过程。

技术领域

本发明涉及一种生物炭的应用，尤其是生物炭在抑制水体中抗生素抗性基因转化方面的新应用。

背景技术

抗生素的过度使用或滥用，极大地加快了抗生素耐药细菌和抗生素抗性基因的产生和传播，降低了抗生素治疗人类和动物病菌感染的能力。

中国是世界上最大的抗生素生产国和使用国，同时也是细菌抗生素耐药性严重的灾区。如今人们普遍接受抗生素抗性基因是一种新型污染物，它可以经水平基因转移传播至人类的致病菌，甚至演变出“超级细菌”，对人类健康造成严重威胁。2015年，世界卫生组织认定抗生素抗性基因的产生和传播是一个严重的全球性公共卫生问题。

抗生素抗性基因按其存在位置不同，可以分为存在于活体细胞DNA上的抗生素抗性基因(以下称为胞内抗生素抗性基因)，和存在于死体细胞DNA上的抗生素抗性基因(以下称为胞外抗生素抗性基因，eARGs)。eARGs广泛分布于河流底泥、湖泊底泥、医院废水处理污泥和森林土壤中，eARGs的含量远高于胞内抗生素抗性基因的含量。废水及其沉积物中是细菌的聚集区，eARGs被环境中的细菌摄取，从而使细菌获得抗生素抗性。如何抑制eARGs在水体中的转化，已经成为一项新的重要研究课题。

发明内容

本发明的目的在于解决如何抑制水体中胞外抗生素抗性基因转化这一技术问题，并提供一种利用生物炭抑制水体中抗生素抗性基因转化的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用生物炭抑制水中胞外抗生素抗性基因转化的方法，其步骤如下：

在微生物的培养体系中加入生物炭或者生物炭浸出液，以抑制水中胞外抗生素抗性基因通过转化进入微生物细胞中；

所述生物炭为生物质原料经热解之后的炭化产物；

所述生物炭浸出液为将所述生物炭在溶液体系中充分浸出，然后过滤去除生物炭颗粒后得到的溶液部分。

作为优选，所述生物炭的制备方法为：将洗净干燥的生物质进行粉碎，然后在陶瓷坩埚中将粉碎后的生物质压实，加盖后置于马弗炉中，升温至目标温度后维持在该温度进行热解，热解所得的炭化产物冷却后磨碎过筛，得到生物炭。

进一步的，所述生物炭的热解温度为300℃～700℃，热解时间为5～7h。

更进一步的，所述生物炭的热解温度优选为300℃，热解时间优选为6h。

进一步的，所述生物质为水稻秸秆或花生壳。

进一步的，所述生物炭浸出液的制备方法为：将所述生物炭与培养基混合，充分振荡后，将溶液过0.45μm滤膜，得到生物炭浸出液。

更进一步的，生物炭浸出液制备过程中，所述培养基为TB培养基，振荡温度为室温，振荡速率为150r/min，振荡时间为3h。

作为优选，所述的微生物为大肠杆菌。

作为优选，所述的微生物的培养体系中加入生物炭时，生物炭加入后的每毫升培养体系含有2～8mg生物炭；所述的微生物的培养体系中加入生物炭浸出液时，生物炭浸出液加入后的每毫升培养体系中含有2～8mg生物炭当量的浸出物。

作为优选，所述培养体系中含有LB培养基，LB培养基组分为：10g/L胰蛋白胨、5g/L酵母提取物和10g/L NaCl。