研究进展
我实验室创新团队揭示南极磷虾可培养菌的耐药机制及其潜在的生态风险
来源:南方海洋实验室
2022.03.23
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南极磷虾(Euphausia superba)隶属节肢动物门磷虾属(图1),广泛分布于南极陆架水域,在维持整个南极海洋生态平衡中发挥着重要作用,是地球上资源量最大的单体生物之一,储量高达10亿吨,具有丰富的营养价值,享有“海上粮仓”、“海上金矿”等美誉。

图1. 南极磷虾(E.superba)(图片来源英国南极调查局)

 南极磷虾独特的生态地位和巨大的开发潜力,引起了国内外研究学者和远洋渔业企业的高度关注。随着资源开发活动日趋频繁,其体内大量的微生物也被携带到人类活动相对密集的环境,从而对人类健康和生态安全构成较大威胁。因此,评估南极磷虾体内微生物的潜在安全风险显得尤为重要。

 我实验室海洋生命过程与生物资源利用创新团队从南极磷虾样品中分离获得86株可培养细菌,分属于7科8属,并从中鉴定出一株具有降解芳香化合物的新菌,命名为Planococcus alpniumensis (图2a)。利用基因组学和分子生物学技术,系统地研究了南极磷虾可培养菌的耐药机制及其潜在的生态风险。结果显示,南极磷虾分离菌对β-内酰胺、四环素、氨基糖苷类等28种抗生素具有多重耐药性。其主要通过主动外排机制对药物产生耐药性(图2b); 分离菌基因组中抗性基因与插入序列(tnpA,IS91)、整合子(Intl1)共现于相同重叠群(图2c),以及aph(3')-IIa抗性基因发生的水平转移,表明南极磷虾分离菌的抗性基因在环境中具有潜在的传播风险(图2d)。该研究成果为评估南极微生物抗性基因的传播风险提供早期预警,对南极磷虾资源的健康、可持续开发与利用具有重要意义。

图2. P. alpniumensis的芳香烃降解途径与南极磷虾分离菌的耐药性及可转移性

研究成果于2022年3月和2021年10月分别在Ecotoxicology and Environmental Safety (SCI二区Top,影响因子6.291)和BMC Microbiology(SCI三区,影响因子3.294)期刊上发表,题目分别为“Environmental risk characteristics of bacterial antibiotic resistome in Antarctic krill” 和“Whole genome sequencing and comparative genomic analyses of Planococcus alpniumensis MSAK28401T, a new species isolated from Antarctic krill”。创新团队首席科学家何建国教授、核心成员郭长军教授为论文的共同通讯作者,中山大学海洋科学学院博士后王园园为论文的第一作者。

 该研究工作得到了国家重点研发计划项目、广东省重点研发计划项目及南方海洋实验室创新团队建设科研经费等的支持。

原文链接:

  1. https://doi.org/10.1186/s12866-021-02347-3

  2. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.113289


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