《Microbial Ecology》：Patterns of ARGs and VFs Driven by Short-Term Seasonal Hydro-Environmental Stress Interactions in a Eutrophic Plateau Lake
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本研究针对人类活动导致抗生素/重金属输入高原湖泊引发的生态风险，通过分析杞麓湖旱雨两季水文水质参数与微生物组数据，揭示ARGs（抗生素抗性基因）和VFs（毒力因子）的季节性分布规律。发现雨季外源输入促使ARGs多样性增加，而旱季浓缩效应显著提升核心VFs单位丰度，为高原湖泊生态风险管控提供理论依据。
随着人类活动强度持续加剧，大量抗生素、重金属和消毒剂进入湖泊水体，对水生微生物群落施加持续选择压力，驱动着抗生素抗性基因（Antibiotic Resistance Genes, ARGs）和毒力因子（Virulence Factors, VFs）的富集与传播。高原湖泊生态系统因其独特的地理气候条件，对环境变化尤为敏感，但以往研究多聚焦于极端高原环境中ARGs的赋存状况，对于不同季节更替与环境压力交织作用下，富营养化高原湖泊中ARGs与VFs的多样性、丰度及其驱动机制的认知仍存在空白。
为填补这一研究空白，研究人员以富营养化高原湖泊——杞麓湖为研究对象，开展不同季节ARGs和VFs的赋存特征分析。从水文水质视角看，旱季湖泊无径流汇入，而雨季汇入量达2817.24万立方米。有机质和金属离子浓度在旱季显著偏高，总氮和pH值则在雨季明显上升。研究结果显示，旱季检出29种ARGs和601种VFs，雨季则增至45种ARGs和637种VFs。两季中均以糖肽类抗生素抗性基因最为富集。毒力因子方面，旱季以脂多糖（LPS）为主，雨季则以IV型菌毛（Type IV pili）为主导。微生物驱动的首要抗性机制策略在两季均为抗生素靶位修饰（Antibiotic target alteration）。携带ARGs和VFs丰度最高的微生物门类在两季均为假单胞菌门（Pseudomonadota）。相关性分析表明，两季ARGs与VFs丰度均呈正相关，且旱季此关系更为突出。
研究表明，雨季ARGs多样性和丰度的增加可能与外源耐药细菌输入增多及水力扰动促进质粒接合转移直接相关。尽管雨季VFs多样性更高，但旱季的低水位浓缩效应和金属离子胁迫显著提升了核心VFs（如IV型菌毛）的相对丰度，导致单位体积VFs丰度反超雨季。该研究发表于《Microbial Ecology》，为理解季节性水文环境变化下高原湖泊微生物风险演化提供了重要科学依据。
主要技术方法
研究通过采集杞麓湖旱雨两季水样，结合水文监测与水质分析（测定pH、总氮、有机质、金属离子等参数），采用宏基因组测序技术系统解析微生物群落结构、ARGs和VFs的组成与丰度。运用生物信息学工具进行基因注释、多样性计算及相关性分析，明确环境因子与微生物功能基因的关联关系。
研究结果
ARGs与VFs的季节性分布特征
通过宏基因组测序对比发现，雨季ARGs类型（45种）显著多于旱季（29种），VFs类型亦呈现雨季（637种）高于旱季（601种）的趋势。糖肽类抗生素抗性基因在两季均为优势ARGs，凸显其在该湖泊环境中的持久性残留。
核心VFs与优势微生物类群
旱季优势VFs为LPS，雨季转为Type IV pili。微生物溯源显示Pseudomonadota为两季ARGs和VFs的主要携带者，表明该菌门在环境适应与基因水平转移中具有关键作用。
环境因子驱动机制
相关性分析证实ARGs与VFs丰度呈显著正相关，旱季相关性更强。旱季高浓度金属离子与有机质可能协同施加选择压力，促使核心VFs富集；雨季水力扰动则通过促进质粒接合转移，加剧ARGs的传播扩散。
结论与讨论
本研究揭示了短期季节性水文环境胁迫互作对富营养化高原湖泊ARGs和VFs分布模式的关键驱动作用。旱季的浓缩效应与化学胁迫提升了单位体积内核心毒力因子的生态风险，而雨季的外源输入与水力扰动则扩大了抗性基因的传播范围。研究成果强调在湖泊环境风险评估中需综合考虑季节性水文动态与污染物耦合效应，为高原湖泊水资源保护与微生物风险管控提供了时空维度上的理论支撑。
