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Vulnerability of bacterial community to antibiotics in aquatic environments and its effect on biogeochemical processes

水生环境中细菌群落对抗生素的脆弱性及其对生物地球化学过程的影响

基本信息

批准号：
21H03608
负责人：
濱健夫
金额：
$ 11.07万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

細菌自然群集に対する抗生物質の影響を評価するため、河川水（綾瀬川・中の橋）および湖水（霞ヶ浦・行方）を用いた培養実験を実施した。採取した試水に、テトラサイクリンの最終濃度が、0、1 ng/L、100 ng/L、10 ug/L、1 mg/Lおよび10 mg/Lとなるよう添加し、20℃で暗所において9日間培養した。0日、2日および9日後に試料の一部を採取し、試料に含まれる細菌群集を3 um以上の画分に含まれる付着性細菌と、3 um未満の画分の遊離性細菌に分別し、それぞれについてDNAを抽出した。得られた試料を用いて、16s rRNAの塩基配列に基づく群集組成を明らかにした。また、培養中の有機物の分解に対する影響を評価するため、分解速度の高いクロロフィルaの濃度変化を明らかにした。主座標分析を用いた群集組成の類似性の検討の結果、綾瀬川から得た遊離性細菌では100 ng/L、付着性細菌では1 mg/L以上の濃度のテトラサイクリンにより、群集組成が変化することが明らかになった。一方、霞ヶ浦の試料に関しては、遊離および付着性細菌の群集組成に影響を与える濃度は、それぞれ1 mg/Lおよび10 mg/Lであった。群集の多様性を示すShannon指数は、テトラサイクリンの濃度に依存して減少する傾向にあった。9日目の試料では、綾瀬川の遊離性細菌群集では100 ng/Lから、付着性群集では1mg/Lから低下が確認された。一方、霞ヶ浦から得た群集では、遊離性および付着性群集共に、10 mg/Lにおいて多様性が低下した。培養実験中にクロロフィルa濃度は、細菌による分解作用を反映して低下した。低下の割合はテトラサイクリンの添加量により異なり、添加量が増加するに従い、残存量が増加することが認められた。これは、高濃度のテトラサイクリンの添加が、バクテリアの分解活性を抑制していることを示唆する。

The effect of antibiotics on bacterial natural colonization is evaluated in river water and lake water. The final concentration of test water, temperature and concentration is 0, 1 ng/L, 100 ng/L, 10 ug/L, 1 mg/L and 10 mg/L. After 0, 2 and 9 days, a portion of the sample was collected, and DNA was extracted from the sample containing more than 3 μ m of bacterial clusters, free bacteria, and free bacteria. 16s rRNA and the base cluster composition were determined. The effect of decomposition on the growth of organic matter in culture was studied. The results of similarity analysis of cluster composition using principal coordinate analysis showed that the concentration of free bacteria was 100 ng/L, and that of attached bacteria was 1 mg/L or more. The concentration of free and dependent bacteria in the sample was 1 mg/L and 10 mg/L respectively. Shannon index shows a tendency to decrease depending on the concentration of cluster diversity. On the 9th day, the free bacterial population of the sample was 100 ng/L, and the dependent bacterial population was 1mg/L. A side, Xiapu The concentration of vitamin A in the culture medium is reflected in the degradation of bacteria. The increase in the amount of the additive is different from the increase in the amount of the additive, and the increase in the residual amount is recognized. The addition of high concentrations of TNT and the inhibition of TNT decomposition activity are discussed.