塑料污染普遍存在。環(huán)境微生物可在塑料表面定殖，從而形成生物膜，即塑料際。隨著環(huán)境中抗生素抗性產(chǎn)生和傳播的增加，水生生態(tài)系統(tǒng)中的塑料受到抗生素抗性的污染。作為一種疏水性基質(zhì)，塑料在環(huán)境中易吸附有機和無機污染物，如抗生素、重金屬、農(nóng)藥、多環(huán)芳烴（PAHs）及其他持久性有機污染物。這些化學混合物污染可能促進抗生素抗性的選擇或共選擇，使塑料成為抗生素抗性產(chǎn)生和傳播的有利基質(zhì)。同時，攜帶抗生素抗性的塑料可進行長距離擴散及通過食物網(wǎng)進行營養(yǎng)級的轉(zhuǎn)移，對水體、食物供應和人類健康可能產(chǎn)生負面影響。因此，了解抗性組在塑料際的發(fā)展過程，對其生態(tài)風險評估及環(huán)境健康具有重要意義。然而，目前學界對塑料際抗生素抗性組的研究主要基于現(xiàn)場采樣，結(jié)果表明，塑料攜帶有多種抗性基因（ARGs）和抗性菌（ARB）。但是關(guān)于在塑料表面微生物定殖和生物膜形成過程中抗生素抗性組的產(chǎn)生和動態(tài)變化尚不清晰，僅有少數(shù)研究關(guān)注塑料際微生物定殖過程中微生物群落組成的動態(tài)變化。塑料際的抗性組隨時間變化的研究較少，如對塑料際初始、過渡和持久存在的抗性組（Resistome）研究，這不利于科研人員評估與塑料際相關(guān)的生態(tài)風險。

中國科學院院士、中科院城市環(huán)境研究所研究員朱永官研究團隊對水體環(huán)境塑料上生物膜的抗性水平開展研究。將聚乙烯（PE）塑料碎片暴露在城市化的水生生態(tài)系統(tǒng)（廈門杏林灣的地表水）中30 天，利用高通量qPCR 技術(shù)及384 個經(jīng)過驗證的引物，覆蓋幾乎所有主要類別的ARGs 和49個MGEs標記基因，分析塑料際和周圍水中抗生素抗性組多樣性和豐富性的時間變化。結(jié)果表明，塑料際共檢測到82種ARGs、12種MGEs和63種病原菌，其中，共有5個MGEs和6個ARGs在塑料際的微生物定殖過程中持久存在。由于它們在傳播抗生素耐藥性方面具有重要作用，因此具有潛在的環(huán)境健康風險。除了在基因?qū)用娴难芯?，研究人員還利用單細胞拉曼結(jié)合重水標記，從表型上分析塑料際微生物的生理狀態(tài)，研究表明，相比水體環(huán)境的浮游狀態(tài)細菌，塑料際生物膜聚集狀態(tài)對于外部抗生素壓力更具耐受性。綜合基因水平和生理水平的證據(jù)，即持久存在的MG‐Es、選擇性定殖的致病菌、增加的表型抗生素耐受性及潛在的營養(yǎng)級轉(zhuǎn)移，表明塑料際是獲得和傳播抗生素抗性和致病菌的潛在場所，并且可能對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康產(chǎn)生長期的負面影響。該研究提供對塑料際抗生素抗性組發(fā)展的重要證據(jù)，強調(diào)監(jiān)測塑料際微生物，以評估其潛在的生態(tài)風險。

相關(guān)研究成果以Temporal Dynamics of Antibiotic Resistome in the Plastisphere during Microbi‐al Colonization 為題，發(fā)表在Environmental Science&Technology 上。城市環(huán)境所博士楊凱為論文第一作者，研究員崔麗為論文通訊作者。研究工作得到國家自然科學基金、中科院基礎(chǔ)前沿科學研究計劃 從0到1 原始創(chuàng)新項目、國際科學組織聯(lián)盟重點合作研究項目等的資助。

圖1 塑料際抗生素抗性組