人工湿地中氮转化细菌作为抗生素抗性基因关键宿主与传播者的作用机制：宏基因组与宏转录组证据

《Journal of Hazardous Materials》：Nitrogen-transforming bacteria as key hosts and disseminators of antibiotic resistance genes in constructed wetlands: metagenomic and metatranscriptomic evidence

　　本研究发现人工湿地（CWs）中氮转化细菌（NTB）是抗生素抗性基因（ARGs）的核心宿主与传播载体。通过宏基因组和宏转录组分析，证实CWs能显著降低ARGs的表达量（79.5%）、移动遗传元件（MGEs，94.9%）和耐药病原菌（88.0%）的生态风险。研究揭示了氮限制通过减少NTB丰度与增加适应性代价，从而抑制ARGs传播的新机制，为湿地系统协同控氮与阻控ARGs提供了理论依据。

　　

Highlight

本研究通过整合宏基因组和宏转录组分析，系统揭示了人工湿地（CWs）中氮转化细菌（NTB）作为抗生素抗性基因（ARGs）关键宿主与传播者的核心作用。研究发现，异化硝酸盐还原菌（DNR）和有机氮降解合成菌（ODAS）是ARGs的主要携带者，且CWs能有效降低ARGs的生态风险，包括ARG表达量下降79.5%、移动遗传元件（MGEs）减少94.9%、耐药病原菌降低88.0%。氮限制通过削减NTB丰度与增加其适应性代价，成为抑制ARGs传播的关键机制。

Conclusions

本研究提供了全面证据，表明氮转化细菌（NTB）在人工湿地（CWs）中对抗生素抗性基因（ARGs）的分布、表达及生态风险起关键作用。整合分析表明，异化硝酸盐还原（DNR）和有机氮降解合成（ODAS）是CWs中主导的氮转化途径。湿地系统显著降低了ARGs的丰度及相关生态风险，并明确NTB是这些风险的主要贡献者。NTB丰度下降与适应性代价增加被识别为驱动ARG削减和缓解生态风险的关键机制。