全球氣候變暖導(dǎo)致土壤溫度持續(xù)升高，這對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)而復(fù)雜的影響。非洲大蝸牛作為一種全球性入侵物種，已在熱帶和亞熱帶地區(qū)廣泛分布，具有極強(qiáng)的適應(yīng)性和生存能力。作為變溫土壤動(dòng)物，其晝伏夜出的生活習(xí)性使其對(duì)土壤溫度變化尤為敏感。同時(shí)，土壤動(dòng)物腸道是抗生素耐藥基因和病原微生物的重要儲(chǔ)存庫。隨著全球變暖加劇，土壤溫度升高可能會(huì)增加與這些蝸牛相關(guān)的環(huán)境和健康風(fēng)險(xiǎn)，但其具體影響機(jī)制尚不明確。

基于此，中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所朱永官院士團(tuán)隊(duì)以非洲大蝸牛為模式生物，首次系統(tǒng)研究了土壤升溫對(duì)入侵生物腸道活性抗生素耐藥細(xì)菌的影響。研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新整合單細(xì)胞拉曼光譜-重水標(biāo)記技術(shù)與宏基因組測(cè)序，突破了傳統(tǒng)技術(shù)難以區(qū)分活性與非活性耐藥細(xì)菌的局限，實(shí)現(xiàn)了對(duì)活性抗生素耐藥細(xì)菌的精準(zhǔn)追蹤。研究發(fā)現(xiàn)，32℃高溫處理組中活性抗生素耐藥細(xì)菌比例達(dá)到34%，顯著高于26℃（17%）和20℃（20%）組。通過表型與基因型關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)β-內(nèi)酰胺酶類抗性基因（SHV、TEM等）顯著增加，并鑒定出在土壤升溫條件下促進(jìn)抗生素耐藥性增加的關(guān)鍵菌種。在299個(gè)高質(zhì)量MAGs中，研究團(tuán)隊(duì)鑒定出升溫條件下的病原菌"超級(jí)載體"，其中26%攜帶5個(gè)以上耐藥基因和毒力因子，表明升溫可能加劇健康風(fēng)險(xiǎn)。此外，研究首次揭示了活性抗生素耐藥細(xì)菌的次生代謝特征，發(fā)現(xiàn)其三分之一攜帶生物合成基因簇（BGCs），這種代謝特征可能增強(qiáng)了其在升溫環(huán)境中的環(huán)境適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

綜上所述，土壤溫度升高不僅顯著影響了耐藥菌群的活性和豐度，還導(dǎo)致微生物群落的組成結(jié)構(gòu)和代謝特征發(fā)生改變。值得關(guān)注的是，高溫條件促進(jìn)了部分?jǐn)y帶多重耐藥基因的機(jī)會(huì)性病原體顯著增殖。通過整合單細(xì)胞表型分析和宏基因組測(cè)序技術(shù)，本研究首次系統(tǒng)闡明了溫度升高如何影響土壤變溫動(dòng)物腸道中活性抗生素耐藥細(xì)菌的動(dòng)態(tài)變化。這些發(fā)現(xiàn)不僅豐富了對(duì)氣候變化與微生物耐藥性之間關(guān)聯(lián)的認(rèn)識(shí)，更為理解全球變暖背景下環(huán)境微生物安全提供了重要的科學(xué)依據(jù)。

研究成果以Soil warming increases the active antibiotic resistome in the gut of invasive giant African snails為題，發(fā)表于微生物學(xué)期刊Microbiome上。中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所張怡悅助理研究員和李弘哲副研究員為共同第一作者，孫新研究員為通訊作者。同時(shí)，朱永官院士、崔麗研究員、澳大利亞弗林德斯大學(xué)Martin F. Breed教授以及唐仲輝碩士共同參與和指導(dǎo)了本項(xiàng)工作。

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升溫增強(qiáng)非洲大蝸牛腸道活性耐藥菌研究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及表型分析?