水环境细菌中喹诺酮耐药基因qnr的传播机制研究

qnr基因是一类世界范围广泛传播的质粒介导喹诺酮耐药基因，编码蛋白Qnr竞争性结合II型拓扑异构酶，使细菌对喹诺酮类药物敏感性降低。生物信息学研究显示该类基因可能源自水生细菌染色体，但其起源传播过程仍不明确。.本项目拟从山东青岛水环境系统采样，利用定量PCR技术检测不同水环境的qnr基因丰度，筛选鉴定带有qnr基因的喹诺酮耐药细菌，利用脉冲场凝胶电泳和Southern杂交技术研究qnr基因定位并解析其基因背景结构，建立水生细菌耐药基因接合转移体系，模拟qnr基因在水环境细菌间的水平转移。本项目研究结果将有助于明确qnr基因在水环境的分布，发现主要污染源，揭示参与该基因传播的水环境细菌多样性和传播载体结构特征，为探索qnr基因的起源传播过程提供科学依据，为有效控制水环境细菌耐药性传播提供理论指导。

水环境中抗生素抗性基因的存在和传播扩散对生态安全和人类健康存在严重威胁，本项目选取喹诺酮耐药基因qnr作为研究对象，在青岛地区不同水环境样品中开展研究。通过荧光定量PCR实验检测发现淡水环境中qnr基因丰度明显高于海水环境，临近城市生活区的市内河流域和生活污水池中细菌总量和qnr基因丰度高，是水环境中qnr基因存在的主要污染区和输入源。5种qnr基因中，qnrS基因的丰度最高，其次为qnrA、qnrB和qnrD，qnrC基因的丰度最低。从采集的水样品中筛选喹诺酮抗性细菌并检测其带有的qnr基因，发现存在4种qnr基因，其存在率为qnrA基因0.1%，qnrB基因0.4%，qnrD基因0.3%，qnrS基因1.1%，没有检测到qnrC基因。带有qnr基因的细菌属于Citrobacter youngae、Escherichia coli、Klebsiella michiganensis、Klebsiella pneumoniae、Morganella morganii、Pseudoalteromonas marina、Pseudoalteromonas tetraodonis、Shewanella colwelliana、Shewanella xiamenensis和Shigella flexneri十个细菌种属。其中肠杆菌科细菌主要带有qnrS和qnrB基因。脉冲场凝胶电泳和DNA杂交结果显示多数细菌的qnr基因位于质粒上，有3株细菌染色体上存在qnrA1或qnrS2基因。进一步研究发现，交替单胞菌目细菌中qnr基因的周边遗传环境中存在整合酶或转座相关基因。本研究揭示了青岛地区水环境中qnr基因的污染状况和传播扩散途径，为有效控制水环境中细菌耐药性传播提供了理论指导。