科研思路｜JHM：对虾肠道和养殖环境中抗生素抗性基因分布
论文信息
论文题目：Metagenomic analysis revealed the prevalence of antibiotic resistance genes in the gut and living environment of freshwater shrimp
期刊：Journal of Hazardous Materials
IF：7.65
发表时间：2018
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本文给出了一个相对清晰的抗生素抗性基因研究流程：
研究目的
抗生素抗性基因 (Antibiotic Resistance Genes, ARGs) 已经成为了严重的人类健康威胁，ARGs在多种环境中被鉴定，并且其分布与人类活动有关。
水产养殖是我国一项重要的基础工业，水产养殖环境已经被认为是ARGs的储存库，但是很少有研究关注对虾养殖环境中ARGs的多样性和丰度，同时ARGs在对虾肠道养殖池水体和沉积物中的转移机制也并不清楚。
技术路线
样品来自江苏的5个淡水对虾养殖地区，分别采集对虾肠道内容物、池塘水样和沉积物。
使用SPE+LC-MS测定水样中的16中抗生素；
TN、TP、TOC应用国标方法测定；
Illumina Miseq测定16S rRNA V3-V4区分析群落结构；
Illumina Hiseq2000测定宏基因组；
ARDB用于注释ARGs；
INTEGRALL、ISFinder和NCBI RefSeq用于注释可移动基因单元 (Mobile Genetic elements, MGEs)。
研究结论
1、在淡水对虾肠道、养殖池水和沉积物中分别检测到60亚类（13大类）、102亚类（15大类）和67亚类（15大类）的ARGs，其中外排泵和靶标修饰是主要的抗性机制。
2、在对虾肠道中，多药物、β-内酰胺和杆菌肽为主要的ARGs，丰度分别为0.26~28.29 ppm、0~31.44 ppm和0.07~19.72 ppm，其中bacA、mexB和mexF是丰度最要的ARGs亚类。
3、在水体中，杆菌肽和多药物为最主要的ARGs，丰度为别为2.7~306.22 ppm和4.84~42.92 ppm。
4、在沉积物中，多药物、喹诺酮、杆菌肽和磺胺为主要的ARGs，丰度分别为9.34~2.55 ppm、0.85~4.4 ppm、0.88~2.22 ppm和0.2~2.71 ppm，其中smeE、mexF、bacA和mexB为丰度最高的亚类。
5、在对虾养殖环境中，水中的ARGs要高于对虾肠道和沉积物，是ARGs的主要储存库。
6、质粒、整合子和插入序列在样品中的丰度分别为30.97~4860.55 ppm、0.26~870.5 ppm和0.44~564.1 ppm。
7、Aeromonas、Yerinia和Clostridium XIVb与ARGs的分布显著相关，同时MGEs与ARGs丰度显著正相关。
8、在所有样本中，MGEs与ARGs的丰度具有显著的相关性，VPA表明MGEs是对虾养殖环境中抗性组变化的主要驱动力。
9、NMDS表明三种不同类型样品的ARGs结构具有明显区别，同时有11大类30亚类的ARGs在所有的样本中均有检出，在这些共有的ARGs中，多药物和磷霉素抗性基因在对虾肠道和池塘沉积物中丰度较高，而四环素、磺胺、大环内酯、氨基糖苷类和氯霉素类抗性基因在对虾肠道和池塘水体中丰度较高。