摘要
细菌耐药性问题是21世纪面临的一个严峻的全球公共健康威胁。细菌耐药性在环境中的广泛传播扩散导致抗生素抗性基因（Antibiotic Resistance Genes，ARGs）已成为一种新型污染物。ARGs已在土壤、水体、沉积物、大气和生物体等环境介质广泛检出，且可通过基因水平转移（Horizontal Gene Transfer,HGT）在不同种属生物间传播。近年来，大量研究表明许多环境污染物会通过促进ARGs的HGT加剧其在环境中的扩散。因此，环境污染物对ARGs传播扩散的影响成为了环境领域的研究热点。微/纳塑料的污染是目前另一重要的生态环境问题，微/纳塑料的生态毒性效应已经得到广泛证实。然而，纳米塑料（Nanoplastics，NPs）是否会影响ARGs的水平转移？其具体机制是什么？这些问题尚不明确。因此，本论文拟通过构建RP4质粒介导的接合转移模型和IE-V1955质粒介导的转化模型，研究不同官能化的聚苯乙烯NPs对ARGs接合转移和转化的影响，并从细胞生物学和分子生物学的角度阐明其内在机制，以期为评估环境中ARGs和NPs污染风险、治理环境NPs污染、遏制环境ARGs传播和环境政策制定提供科学根据。主要研究结果如下： （1）三种NPs均为形状规则的球形，大小均一；PS主要含有C-C/C-H、C-O和C=O键，PS-COOH含有更多的C-O和C=O键，PS-NH2含有C-N和C=N键；三种NPs的C、O含量总合均超过99%；PS和PS-COOH在去离子水和磷酸盐缓冲液（Phosphate Buffered Saline，PBS）中带负电，PS-NH2带正电；三种NPs在去离子水中分散较好，但在PBS中出现了不同程度的团聚，团聚程度为：PS-NH2gt;PS-COOHgt;PS。 （2）与对照组相比，PS在20mg L-1下显著增加了接合子的产生，对接合转移频率没有显著影响。PS-COOH对接合子的产生和接合转移频率均无显著影响。而PS-NH2在浓度大于0.5mg L-1时显著增加了接合子的数量和接合转移频率，且随着PS-NH2浓度的升高，促进作用增强，最高使接合子的数量和接合转移频率分别增加了2.74和2.09倍。三种NPs对接合转移的促进程度为：PS-NH2gt;PSgt;PS-COOH，表明PS-NH2对ARGs的接合转移有显著的促进作用。 （3）PS-NH2的暴露造成细菌团聚沉降、胞内ROS水平和膜通透性显著升高，表明其促进接合转移的机制主要包括PS-NH2通过静电作用与细菌发生团聚，增强细菌的细胞间直接接触，促进供受体菌细胞内ROS的产生，增强细胞膜通透性。另外，通过转录组数据发现PS-NH2的暴露上调了调控ROS产生、SOS反应、细胞膜通透性、细菌黏附和渗透胁迫响应的基因的表达。 （4）与对照组相比，PS在20mg L-1下显著增加了转化子的产生和转化效率，而PS-COOH在0.5mg L-1和1mg L-1时显著增加了转化子的产生和转化效率。不同的是，PS-NH2在浓度大于1mg L-1时，显著降低了转化子的产生和转化效率，在20mg L-1时最高使转化子的数量和转化效率均降低了30.4倍，表明PS和PS-COOH的暴露有利于转化，而PS-NH2对转化存在抑制作用。 （5）PS和PS-COOH的暴露显著增加了细胞膜通透性，表明其对转化促进的机制可能是增强了感受态细菌的膜通透性。PS-NH2显著抑制了质粒活性并降低了膜通透性，表明其对转化抑制的机制可能是通过静电作用与质粒形成尺寸较大的复合体，降低其有效性，并且通过包裹感受态细菌的表面降低膜通透性。
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