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【科研速递】生科院金仁村教授团队在Chemical Engineering Journal上发表最新研究成果

来源 : 生命与环境科学学院     作者 : 黄宝成     时间 : 2020-11-06     

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金仁村教授团队研究成果在Chemical Engineering Journal上发表


近日,生命与环境科学学院金仁村教授团队在Chemical Engineering Journal(IF:10.652)上发表厌氧氨氧化颗粒污泥对不同抗生素先后暴露的响应机制研究的最新成果“Microbial and genetic responses of anammox process to the successive exposure of different antibiotics”。生科院2018级研究生张权为论文第一作者,范念斯博士、金仁村教授为论文共同通讯作者。

近年来,随着我国城市化进程的不断加快,抗生素因具有促进生长、预防与控制疾病等功效被广泛应用于畜禽养殖业和制药业。然而,抗生素使用过量甚至滥用等问题普遍存在,大多数抗生素因不能被人类和动物肠道完全吸收,以排泄物的形式排出体外,使周边水体受到不同程度的抗生素污染。此外,外排的抗生素对环境中的微生物造成选择压力,诱导其产生耐药性,进而增加了环境中抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的丰度和多样性。而ARGs的迅速增加和扩散不仅为养殖业的持续健康发展埋下隐患,也严重威胁着人类健康。

厌氧氨氧化(anammox)技术在高氨氮的畜禽养殖废水和制药废水脱氮处理方面具有广阔的应用前景,然而,废水中的抗生素等共存污染物对anammox细菌的活性具有抑制作用。现有研究主要围绕单一或多重抗生素对anammox工艺的联合抑制进行,并未系统地阐明不同类型抗生素先后胁迫下anammox系统的抗性发展及微生物群体的响应机制。基于此,研究团队以畜禽养殖废水和制药废水中常见的两类抗生素螺旋霉素和链霉素为研究对象,从反应器脱氮效能、微生物种群结构、功能基因及抗性基因等角度全面探究不同抗生素压力下anammox系统中抗生素协同抗性的产生及发展。

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不同抗生素胁迫下anammox系统的综合响应


研究结果表明,anammox混合菌群对螺旋霉素的敏感度显著高于链霉素,在梯度升高的抗生素压力下,微生物的种群多样性及丰度呈下降趋势,相应的ARGs随之升高。ARGs的增加缓解了高浓度抗生素对anammox系统中主要功能菌群(Candidatus Kuenenia)的抑制作用。此外,两种抗生素的先后暴露使anammox系统中的微生物对其产生协同抗性,该现象主要归因于ARGs在微生物种间的水平转移。

这项研究对于深入了解不同抗生素对anammox混合菌群的影响具有重要意义,同时也为anammox技术在处理含抗生素废水领域的实际应用提供了理论支持。

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Anammox颗粒污泥中的微生物种群结构及其主成分分析


该工作得到了国家自然科学基金项目、浙江省自然科学基金项目等项目经费的支持。



人物简介:

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金仁村


金仁村,浙江省“杰出青年基金”获得者,浙江省“万人计划”青年拔尖人、浙江省中青年学科带头人、浙江省151人才、杭州市131人才重点资助层次。主要从事废水生物处理和环境生物技术方面的教学科研工作,如新型生物脱氮技术(短程硝化-厌氧氨氧化)的开发与应用,高效废水生物处理反应器的研发以及废水处理系统的节能减排技术的开发。主持完成国家及省市课题项目12项,以第一或通讯作者身份在Water Research,Environment International等国内外重要学术刊物上发表论文100余篇,其中SCI收录90余篇,个人H因子30。获授权国家发明专利50余件。

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范念斯


范念斯,博士,助理研究员,主要研究方向为环境生物技术。自2018年加入杭州师范大学以来,先后主持国家自然科学基金、浙江省自然科学基金以及杭州市科委科技创新等项目。以第一作者或通讯作者身份在Chemical Engineering Journal、Critical Reviews in Environmental Science & Technology、Environment International等环境微生物及水处理领域顶级期刊上发表论文20余篇,总引用次数百余次;申请发明专利3件。

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张权


张权,生命与环境科学学院生态学专业2018级硕士研究生,主要从事新型生物脱氮技术与环境微生物方面的研究。

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