多价噬菌体精准控制污水处理厂耐药菌的策略及微生态机制研究
批准号:
52070075
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
范长征
依托单位:
学科分类:
城市污水处理与资源化
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
范长征
中文摘要
WWTPs的污水和污泥中高丰度的ARB和ARG对生态环境和人类健康构成严重威胁。噬菌体是一种选择性强、高效安全的杀菌剂。然而,已报道的用于控制问题细菌的噬菌体大多具有窄宿主范围,无法克服污水处理系统中目标ARB浓度过低的局限性。本项目将采用多价噬菌体对污水处理系统中的ARB进行精准控制。通过epicPCR技术结合传统分离培养的方法,分析活性污泥中几种典型的ARB种群结构多样性,获取优势ARB菌株;并以其为宿主菌,通过连续多宿主法筛选可靶向裂解多“种”ARB的多价噬菌体;挑选感染力强、宿主范围稳定的多价噬菌体,考察单一噬菌体和噬菌体混合制剂分别对活性污泥中ARB的削减能力,获得多价噬菌体控制污水处理系统中ARB的最佳策略;探索多价噬菌体控制活性污泥中ARB的微生态机制,评估其生态风险。本项目对于推动噬菌体在污水处理系统ARB控制中的应用具较重要意义。
英文摘要
The high content of antibiotic-resistant bacteria (ARB) and antibiotic-resistant gene (ARG) in sewage and sludge of WWTPs pose serious threat to the ecological environment and human health. Bacteriophage is a highly selective, highly effective and safe antibacterial agent. However, most of the phages reported for controlling problem bacteria have a narrow host range, which cannot overcome the limitation of low ARB concentration in the wastewater treatment systems. In this project polyvalent bacteriophages will be used to precisely control ARB in wastewater treatment systems. With epicPCR technology combined with traditional culture-dependent methods, the diversity of ARB in activated sludge will be analyzed to obtain the dominant ARB strains. Then the dominant ARB will be used as host bacteria to screen for the polyvalent bacteriophages that can target multiple species of ARB. The polyvalent bacteriophages with strong infectivity and stable host range will be selected to investigate the ability of single phage and phage cocktail to reduce ARB in activated sludge, and then the best strategy for polyvalent bacteriophages to control ARB in wastewater treatment systems will be obtained. The micro-ecological mechanism of ARBs in activated sludge controlled by polyvalent bacteriophages will be explored, and the ecological risks will be evaluated. This project is of great significance to promote the application of phage in the control of ARBs in wastewater treatment systems.
长期滥用抗生素导致细菌耐药性增强,并使抗性广泛传播。尤其是随着现代经济的发展,各种新污染物在环境中不断累计加速了抗性污染的传播。污水处理厂既是耐药菌ARBs、抗性基因ARGs和新污染物的储存库,也是削减ARBs和ARGs、控制抗性向自然界传播的重要环节。本项目解析了新污染物塑化剂DMP污泥厌氧消化及典型ARGs扩散的影响机制,证实了高水平的DMP可以作为ARG扩散的重要驱动因素;探究了增塑剂邻苯二甲酸丁苄酯BBP激活原噬菌体、威胁污泥厌氧消化的稳定运行的机制;开发了通过阳离子聚丙烯酰胺减轻氧化锌纳米颗粒对污泥厌氧消化抑制作用的方法。在探究裂性噬菌体控制污水处理系统中ARBs的策略和生态机制时,我们发现,尽管裂性噬菌体可以通过杀灭ARBs控制ARGs的传播,但是污水处理系统中这类噬菌体相对较少,数量更为丰富的溶原性噬菌体在抗性压力下可能对ARGs的传播起主导作用。污水处理系统中溶原性噬菌体的研究相对较为复杂,为了探索环境压力下溶原性噬菌体的研究方法,项目组通过相对简单的重金属污染环境中溶原性噬菌体生态功能的研究获得复杂生境中溶原性噬菌体的研究方法,获得了砷污染土壤中的溶原性噬菌体协助土壤微生物适应砷毒性的机制,为溶源性噬菌体帮助宿主适应极端环境提供了实验证据,突出了溶源性噬体-宿主共生的生态学观点,为基于噬菌体-宿主协作的环境微生物群落改造方法提供了潜在机会,也为污水处理系统中溶原性噬菌体对抗性基因传播的影响研究提供了研究方法支撑。基于此解析了废水生物处理过程中被忽视的噬菌体-宿主互作机制,为深入理解WWTPs中生物废水处理涉及的噬菌体-宿主相互作用并强调关注此类环境工程中噬菌体动态的必要性做出了贡献。
温和噬菌体驱动土壤细菌砷污染修复的互惠共生机制
-
批准号:2025JJ20035
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:0.0万元
-
批准年份:2025
-
负责人:范长征
-
依托单位:
间歇淹水砷污染稻田中溶原噬菌体介导的甲基化解毒和修复机制
-
批准号:52370167
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:50万元
-
批准年份:2023
-
负责人:范长征
-
依托单位:
MBR膜生物污染的噬菌体高效控制策略及微观机理研究
-
批准号:2023JJ30131
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:0.0万元
-
批准年份:2023
-
负责人:范长征
-
依托单位:
湿地重金属污染土壤中土著微生物的表面展示工程菌的构建及其强化修复研究
-
批准号:2020JJ4187
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:0.0万元
-
批准年份:2020
-
负责人:范长征
-
依托单位:
基于微生物细胞表面展示技术的湿地重金属污染的特异性吸附转化研究
-
批准号:51679084
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:62.0万元
-
批准年份:2016
-
负责人:范长征
-
依托单位:
基于基因多样性分析的堆肥过程中木质纤维素降解微生物群落结构与功能研究
-
批准号:50908079
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:20.0万元
-
批准年份:2009
-
负责人:范长征
-
依托单位:
国内基金
海外基金