可移动基因元件在食品链多重耐药菌中的分布状况及播散机制研究

This study aims to investigate the common scientific problems facing the agriculture industry, the contamination of animal origin antibiotic resistant genes in food chain, and to systematically investigate and estimate the distribution of mobile genetic elements (MGEs) and relevant molecular mechanism in foodborne multidrug resistant pathogens. In this project, the influence of activity patterns of the main MGEs-mediated foodborne multidrug resistant pathogens by factors such as food types, seasonal differences, and regional diversity will be investigated, to gain a knowledge of relevant distribution regularities and spread mechanisms, via molecular biology techniques such as microbial drug resistance detection, PCR, real-time quantitative PCR, and methods such as conjugation, natural transformation, plasmid curing, DNA fingerprinting, and so on. In addition, the relationship of environmental selective pressure caused by antibiotics emission and the spread modes of antibiotic resistant genes will be estimated, through which basic information and theoretical basis will be provided, to obtain an early warning and effective control of food safety issues caused by foodborne multidrug resistant pathogens, to guarantee the effective therapy of clinical multidrug resistant pathogens, and to maintain the effectiveness of antibiotics.

针对农业、养殖业面临的动物源性抗生素抗性基因污染食品链的共性科学问题，系统的研究和评价可移动基因元件（Mobile Genetic Elements，MGEs）在食品链中的分布状况及MGEs介导食源性致病菌播散耐药性的分子机制。通过检测微生物耐药性、PCR和实时荧光定量PCR（qPCR）检测MGEs种类及数量；通过接合转移（Conjugation）和自然转移（Nature Transformation）、质粒消除实验、DNA指纹图谱技术等分子生物学手段，探究包括食品种类差异、季节差异、地域差异等因素对MGEs介导的多重耐药食源性致病菌活动规律的影响，掌握它们的分布规律及播散机制；同时探究抗生素造成的环境选择性压力与抗性基因传播模式的关系，为预警和有效控制食源性多重耐药菌引起的食品安全问题、保障临床多重耐药菌的治疗效果及保持抗生素的有效性提供基本信息和理论。

针对农业、养殖业面临的动物源性抗生素抗性基因污染食品链的共性科学问题，系统的研究和评价可移动基因元件（Mobile Genetic Elements，MGEs）在食品链中的分布状况及MGEs 介导食源性致病菌播散耐药性的分子机制。研究了肉食品链中多重耐药菌及MGEs的分布，并利用荧光定量PCR对部分样品中所含的耐药基因、MGEs进行定量分析；同时使用宏基因组高通量测序的方法全面了解养殖场土壤中的耐药基因分布，并发掘新的耐药基因；由于四环素在养殖业中的长期、大量使用，诱导了环境中四环素抗性细菌的产生，研究了养殖环境微生物对四环素的耐药转移机制。针对水产品，通过定量PCR对Ⅰ类整合子基因进行了定量研究；针对4种人畜共患病病原菌大肠杆菌、单核细胞增生李斯特菌、金黄色葡萄球菌及普罗威登斯菌，研究了其耐药谱型、耐药表型，分析了由可移动耐药元件介导的耐药传播机制。研究结果表明，养殖环境抗生素的使用与其耐药菌及猪肉中耐药基因的含量成正相关，Ⅰ类整合子广泛存在于多重耐药菌株中，其携带的aadA22、dfrA17-aadA5和 dfrA12-aadA2基因盒最为常见。细菌接合实验表明，含有耐药基因盒的整合子可以通过可移动质粒在不同细菌间进行传播；各样本细菌多样性丰富，但可培养多重耐药优势菌相对稳定，部分不同来源的多重耐药菌株同源性较高，且耐药谱及所含耐药基因相似；养殖场土壤是抗性基因的一个重要存储库，为抗性基因进入食物链提供了一个可能的来源，也是发掘新耐药基因的重要来源；质粒等移动因子在食源性多重耐药菌的耐药及传播中发挥着重要的作用，同时发现了由质粒介导的对消毒剂和重金属共耐受机制及能够在不同种属细菌间的传播。