紫外消毒对污水中耐药细菌与基因的去除机制及耐药特征影响

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51308399
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1002.城市污水处理与资源化
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Wastewater reclamation is the strategic solution to water scarcity in China. Disinfection is the necessary process to ensure the microbial safety of water reuse. However, antibiotic-resistant bacteria/genes, considered as "emerging contaminants", have been detected widely in wastewater, which turns to be a challenge to the existing wastewater disinfection technologies. The antibiotic resistance could be transmitted to pathogens during wastewater discharge or reuse. Thus, its health risk needs to be paid attention. In this study, the six kinds of most detected antibiotics (sulfadiazine、erythromycin、 cefazolin、vancomycin、gentamicin and tetracycline) were selected as the target antibiotics, relative antibiotic-resistant bacteria/genes were chosen as the tested antibiotic pollution. Based on the investigation of the prevalence and characteristics of selected antibiotic-resistant bacteria/genes in wastewater, the effects of UV disinfection technologies on antibiotic-resistant pollution will be studied. The project aims to investigate the inactivation and reactivation of antibiotic-resistant bacteria after UV irradiation. The elimination of antibiotic-resistant genes is to be studied by the means of Q-PCR. Furthermore, the effect of plasmid concentration and wastewater qualities such as UV-absorbed matters and particles on the removal of antibiotic pollution will be investigated. The selectivity and antibiotic resistance of bacteria and transformability of genes during the UV treatment process are to be explored. Base on this project, it is expected to provide a solution to antibiotic pollution control and microbial safety of disinfection.
近年来污水中"新型污染物"抗生素耐药细菌及耐药基因(抗性污染物)的不断检出,对现有污水消毒技术提出挑战。本课题拟以污水中检出较多的抗生素(磺胺嘧啶、红霉素、先锋霉素、万古霉素、庆大霉素及四环素)耐药病原指示菌(异养菌、粪大肠菌、肠球菌)及典型耐药基因(ereA、 tetA、sulI、AmpC、AacC1)为研究对象,在调研污水中耐药细菌/基因的污染特性基础上,研究紫外消毒技术对污水中抗性污染物的影响。考察紫外消毒对耐药细菌的灭活效能及其复活潜能,分析紫外对耐药细菌的选择性,研究耐药细菌抗生素抗性指数等特性变化;探索DNA损伤与耐药性的关系。通过Q-PCR定量检测技术,研究消毒对耐药基因的去除和破坏特征;考察质粒DNA浓度及种类和污水水质(吸光物质、颗粒物)对紫外辐照去除耐药基因的影响;探索消毒前后质粒介导的耐药基因的水平转移速率及其性能变化。该研究旨在为控制抗性污染物提供新思路和理论支撑。

结项摘要

耐药细菌及其基因作为新型污染物被提出,受到环境领域的关注。消毒作为控制水体微生物安全性的主要手段,对耐药细菌及其基因的研究尚在起步阶段。本项目选择广谱且环境友好的紫外线消毒技术,研究其对典型耐药细菌及其主要耐药基因的去除特性。分析了紫外线辐照对耐药细菌选择性的影响。在建立并优化接合转移模型基础上,探索了耐药基因在消毒过程中的接合转移和转化转移特征。研究发现,紫外线消毒可有效抑制耐药细菌的浓度水平,但会对耐药细菌具有一定的选择性。在研究的九种耐药细菌中,经紫外线照射后五种耐药细菌浓度水平上升,另外四种耐药细菌比例下降。选择性的机理可能与细菌种类有关。.紫外线消毒可以有效破坏耐药基因。尽管耐药细菌比例会在紫外线消毒后有所变化,提示选择性存在的可能性,但研究发现紫外线辐照对耐药基因显示明确的去除作用,这与紫外线直接破坏基因的机理有一定关系。.紫外线消毒对耐药基因转移的影响随着紫外剂量的变化而变化。低紫外线剂量下,由于耐药细菌浓度保持在转移阈值之上,故耐药基因接合转移水平保持不变;随着紫外剂量的增大,紫外线辐照明显抑制耐药基因接合转移。而对转化转移来说,紫外线辐照显示明显的抑制作用。以上研究表明,紫外线消毒技术可在一定程度上控制耐药性污染风险。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Effectof ultraviolet disinfection and chlorination on horizontal transfer ofantibiotic resistance genes in municipal wastewater
紫外线消毒和加氯对城市废水中抗生素抗性基因水平转移的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Environmental Science & Technology
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Mei-Ting Guo;Qing-Bin Yuan;Jian Yang
  • 通讯作者:
    Jian Yang
污泥负荷对生物处理系统耐药细菌的影响研究——以活性污泥法中磺胺嘧啶抗性异养菌为例
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    袁青彬;郭美婷;杨健
  • 通讯作者:
    杨健
Reductions of bacterial antibiotic resistance through five biological treatment processes treated municipal wastewater
通过五种生物处理工艺处理城市废水,减少细菌抗生素耐药性
  • DOI:
    10.1007/s11356-016-7048-8
  • 发表时间:
    2016-07
  • 期刊:
    Environmental Science and Pollution Research
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Yuan, Qing-Bin;Guo, Mei-Ting;Wei, Wu-Ji;Yang, Jian
  • 通讯作者:
    Yang, Jian

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其他文献

再生水紫外线消毒影响因素及控制措施
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    给水排水动态
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡洪营;庞宇辰;黄晶晶;席劲瑛;郭美婷
  • 通讯作者:
    郭美婷

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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