参 考 文 献 30

1。1 引言

第一章 绪论

全球的土壤污染日益严重，尤其是重金属带来的污染。工业废水中的重金属 一旦排入到土壤中，会使得土壤中的重金属物质超标。一方面，生长在土壤中的 农作物会携带重金属；另一方面，重金属又会不断地通过食物链传递，最终在人 体内富集[1]。同时，富集在人体内的重金属很难降解，于是会对人体造成伤害。 重金属镉就是其中之一[2]，因此研究土壤中抗镉微生物的特性对于修复镉污染有 重要意义。本实验首先着眼于抗镉微生物的筛选及其研究工作。

近年来，抗生素的滥用使得当前细菌的耐药性普遍增强。人类长期使用抗生 素使得细菌的基因发生了突变，抗性基因逐渐得到筛选，具有抗性基因的细菌在 环境中不断的生长，不具有抗性基因的细菌逐渐被环境所淘汰，从而环境中对抗 生素的抗性表现为整体水平的上升，药物逐渐失去了它的治疗效果。虽然抗生素 在各种环境中的含量是非常低的（通常在 10-9-10-6 的数量级之间），这种含量远 低于最低的抑制菌的浓度。而恰巧在低浓度抗生素的长期选择作用下，细菌逐渐 产生了抗性基因并长期存在，同时进行不断地传播。于是在抗生素长期滥用的背 景下出现了抵御各种抗生素的“超级细菌”。这种超级细菌的抗性根源是 NDM-1， 它的传播非常快速，很快便在全球蔓延开来。因此抗生素抗性菌日益成为了人们 关注的焦点，一个新的全球污染性问题又诞生了[3]。因本实验其次着眼于耐磺胺 类微生物的筛选及其研究工作。

近期研究中发现，无论是临床还是自然环境中，即使刻意减少抗生素的的使 用量，也并不能够去有效控制抗性基因在环境中的传播。根据 Enne 所作出的研 究结果表明尽管临床上已经减少磺胺类抗生素的使用达 97%，但是环境中对于磺 胺类抗生素具有抗性基因的细菌种类仍然非常多，对于这种结果，有人认为磺胺 类的抗性基因与其他的抗性基因一样，都连锁在同一个的遗传元件上。而又有研 究者发现，从土壤中提取出来的 480 多种的链霉菌株中，平均每一个菌株居然对

7-8 种抗生素有抗性，有的甚至对刚开发出来的抗生素都具有抗性[4]，说明对于 抗生素的抗性的促成因素不仅仅只有抗生素这一个因子，因此仅仅减少抗生素的 含量并没有对抗性基因造成多大的影响，环境中肯定还存在着其他的因子来影响

抗性基因的传播及扩撒，因此逐渐有生物学专家开始研究重金属的存在对抗性基 因的影响。

细菌的繁殖需要 Zn 离子，Mn 离子，Cu 离子，Mg 离子，Ca 离子和 K 离子等， 当这些金属离子处于痕量水平时可以促进细菌的生长繁殖，因为这些痕量水平的 金属离子能通过各种生理代谢的机制维持细菌体内的离子的动态平衡。但是，这 些金属离子含量有个范围，过多或者过少会对细菌体造成较大的影响，过多会抑 制甚至杀死菌体，过少又不能满足它们生长的需要。相比于抗生素，重金属的特

点是非常难降解，在环境中的化学性质非常稳定，是典型的污染物[5]。目前，重 金属无论在土壤中，在水中都呈现出非常高的背景值，因此引起了广泛的关注。 有地区为了实现作物的增产，将 Cu、Zn 等作物生长的必须元素及相关抗生素都 添加到了饲料中。这不仅造成了饲料中抗生素的含量非常高，同时重金属的含量

也非常高。因为从养殖动物的粪便中发现了超标的抗生素和重金属。而这些粪便 一旦被雨水冲刷或者其他因素流入周围环境中，很容易导致环境中产生抗生素和 重金属的交叉污染[6]。而抗生素和重金属对细菌产生的协同机制，又加剧了抗性 基因的污染[7]。