近日,我校环境与资源学院李峰教授课题组在环境学领域国际权威期刊《环境科学与技术》(Environmental Science & Technology, IF=11.3)发表题为《异羟肟酸型铁载体驱动持久性自由基产生以抑制堆肥过程中抗生素抗性基因传播并增强腐殖化》“Hydroxamate Siderophores Drive Persistent Free Radical Generation to Suppress Antibiotic Resistance Gene Dissemination and Enhance Humification during Composting”的研究论文,我校博士研究生易盛炜和贺媛为论文共同第一作者,李峰教授为通讯作者。葛飞教授、刘娜教授、吴玉俊副教授共同参与了此项工作。我校为第一完成单位和唯一通讯单位。
全球每年产生大量农作物秸秆和畜禽粪污,好氧堆肥是实现农业废弃物资源化利用的重要途径。然而,随着抗生素在农业生产和畜禽养殖中的广泛使用,加之现行有机肥标准尚未将抗生素抗性基因(ARGs)及可移动遗传元件(MGEs)纳入管控范围,堆肥过程中的抗生素抗性传播风险日益受到关注,并制约了堆肥产品的安全利用。铁(Fe)是影响堆肥过程中微生物生长和腐殖质转化的关键元素,而微生物通常会分泌异羟肟酸型铁载体(HDS)获取稀缺Fe资源。论文揭示了HDS能高效络合并促进Fe循环,从而驱动堆肥过程中半醌自由基(SQ•−)生成,以抑制ARGs传播并促进腐殖化。论文中构建了一种兼顾资源化利用与生物安全的新型堆肥调控策略,为“同一健康”框架下的循环农业发展提供了新的理论依据与技术路径。此外,该研究建议将耐药基因组监测纳入国家通用堆肥质量标准,以促进循环农业的安全管理与可持续发展。
本研究受到了土壤污染控制与安全全国重点实验室开放项目(No. SPCS-2025-01001)、国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点支持项目(No. U21A20293)和国家自然科学基金面上项目(No. 22176161)等项目资助,以及“环境生态健康”湖南省普通高等学校重点实验室的支持。
近年来,该团队致力于揭示土著功能菌株及其关键代谢物对于稻田土壤健康和生态功能的调控作用,长期在农业农村部环境保护科研监测所湘潭实验站、湘潭市河口镇和益阳市欧阳岔镇等地开展大田试验,初步构建了贯穿水稻全生命周期的污染物绿色减量与稳定化技术体系,已在《环境科学与技术》、《土壤生物学与生物化学》、《环境生物学》等环境领域权威期刊发表SCI论文60余篇,授权发明专利10余件。
论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.6c00828
供稿人:李蓉 环境与资源学院