摘要
畜禽类便农用直接引入外源抗生素抗性基因（ARGs）和抗生素抗性细菌（ARBs),饲料添加剂的抗生素和Cu也可以促进ARGs在土壤中的增殖和传播，降低抗生素对致病菌的功效，从而危及人类健康。生物炭是很好农田土壤的改良剂和污染修复剂，纳米粒径生物炭（NBC）具有更大的比表面积以及更发达的微孔结构，表面含有更多的含氧官能团以及矿质元素对Cu具有很好的吸附性能，生物炭含有丰富的微孔，可以储存水分和营养物质，这为微生物的生存提供了良好的环境，蜡状芽孢杆菌对Cu具有较强的耐受性，但纳米生物炭（NBC)、蜡样芽孢杆菌以及联合施用对士壤蔬菜系统ARGs影响还不清楚，以及生菜生长周期短，又作为日常可生吃的蔬菜，其携带ARGs的致病菌可对人体产生直接危害。因此，本研究通过盆栽试验分析不同生物炭、蜡样芽孢杆菌以及两者联合施用对土壤中Cu有效性，以及对土壤质量、细菌结构、生菜生长、土壤和蔬菜中ARGs、Cu的抗性基因（CRGs和MGEs可移动基因元件的影响，并通过Network分析以及偏最小二乘路径模型（PLS-PM）揭示驱动土壤和生菜中ARGs变化的内在机制。提出适用于削减ARGs丰度、促进生菜生长和改善土壤质量的有效方法。主要研究结论如下： (1)Al1(2kg／亩蜡样芽他杆菌）和T1(2kg／亩蜡样芽胞杆菌＋0.5%6NBC）处理更有利于缓解根际士壤和生菜中ARGs的压力。与CK相比，CRGs、ARGs和MGEs的相对丰度显著降低，Pearson相关性可知A1和T1处理通过制MGEs转移，进而缓解土壤和生菜中ARGs的水平传播。 (2）添加生物炭、蜡样芽孢杆菌或者二者联合施用在一定程度上提高土壤pH值和有机质含量，有利于加速养分转化，促进了水稳性大团聚体的形成，降低土壤中Cu的有效性，其中T1效果最好。A2和T1处理有利于显著降低丙二醛（MDA）和脯氨酸（PRO)含量，提高过氧化氢酶（CAT含）量来增加其抗逆性，以及提高生菜叶绿素含量进而有利于其生长，并使得Cu在根部富集，限制Cu向地上部运输进而达到缓解Cu毒害的作用。 （3）单独施加生物炭和蜡样芽孢杆菌，以及生物炭-蜡样芽孢杆菌联合使得根际土中细菌群落多样性和丰富度降低，而非根际土和植株中却增加。相较于非根际区，Proteobacteria、unidentified-Bacteria、Actinobacteria和Acidobacteriota容易在根际区富集。A1、B2[4kg/亩蜡样芽孢杆菌+2%BC（苹果树枝生物炭）]、T1和T2（4kg/亩蜡样芽孢杆菌+0.5%NBC）处理使得人类疾病的绝对丰度降低，进而降低致病菌携带ARGs和人类疾病传播带来的风险，降低ARGs对人类的危害。 （4）利用PLS-PM分析表明根际土壤中ARGs由MGEs直接影响，其次由土壤环境因子、细菌群落、有效Cu和CRGs直接或间接的产生影响。变形菌门、厚壁菌门和放线菌门为ARGs的主要潜在宿主菌，T1处理使得Acinetobacter、unidentified_BIrii41和Luteimonas的丰度减少，降低ARGs的垂直传播。植株体内ARGs变化主要由CRGs直接影响，其次是细菌群落、植株铜含量和MGEs直接或间接的产生影响。变形菌门、厚壁菌门和放线菌门为ARGs的主要潜在宿主菌，T1处理使得植株体内ARGs的潜在宿主Pseudoxanthomonas、Corynebacterium、Staphylococcus、Candidatus_Nitrocosmicus、Pedobacter、Bacillus和Pseudarthrobacter丰度，进而减少ARGs的垂直传播。 综上所述，T1处理可以有效降低土壤中Cu生物有效性，并使得Cu在根系富集增加，以及限制其向地上部分转运，降低土壤根际区细菌群落多样性和丰富度，增加植株中细菌群落多样性和丰富度，降低土壤-生菜系统中人类致病菌丰度，改善土壤质量，降低土壤-生菜系统中MGEs和ARGs累积和转运。本研究为缓解土壤污染压力、改善生态环境、保障粮食质量和人类生命安全提供理论依据。
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