CN106311734B - 用于土壤抗生素抗性基因污染消减的药剂及其制备和应用 - Google Patents

用于土壤抗生素抗性基因污染消减的药剂及其制备和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106311734B
CN106311734B CN201610693735.6A CN201610693735A CN106311734B CN 106311734 B CN106311734 B CN 106311734B CN 201610693735 A CN201610693735 A CN 201610693735A CN 106311734 B CN106311734 B CN 106311734B
Authority
CN
China
Prior art keywords
soil
resistance gene
plant
antibiotics resistance
quorum sensing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610693735.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106311734A (zh
Inventor
汪美贞
严慧聪
汪丽佳
张芸芸
申屠佳丽
殷峻
李娜
沈东升
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Gongshang University
Original Assignee
Zhejiang Gongshang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Gongshang University filed Critical Zhejiang Gongshang University
Priority to CN201610693735.6A priority Critical patent/CN106311734B/zh
Publication of CN106311734A publication Critical patent/CN106311734A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106311734B publication Critical patent/CN106311734B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
    • C05C11/00—Other nitrogenous fertilisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
    • C05G3/80—Soil conditioners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C2101/00—In situ

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于土壤抗生素抗性基因污染消减的药剂及其制备和应用，药剂的制备方法包括如下步骤：(1)将蒲公英、无花果叶、菠萝皮、玫瑰、天竺葵、薰衣草、豌豆壳和迷迭香中的至少一种植物晾干后粉碎，萃取后过滤，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发制得天然植物粗提物；(2)将吡咯酮和2,5‑二酮哌嗪按配比与所述天然植物粗提物混合均匀，得群体感应抑制剂；将所述植物残渣与碳酰胺按配比混合得土壤改良剂；将所述群体感应抑制剂和土壤改良剂按配比混匀即得。药剂直接施加在抗生素抗性基因污染土壤中或与肥料混匀后施加在抗生素抗性基因污染土壤中或在施加肥料前施加在抗生素抗性基因污染土壤中。

Description

用于土壤抗生素抗性基因污染消减的药剂及其制备和应用
技术领域
本发明涉及土壤抗生素抗性基因污染领域，具体涉及一种土壤抗生素抗性基因污染消减的方法。
背景技术
土壤抗生素污染的现状：抗生素类药物具有治疗传染性疾病和作物增产的作用，被广泛运用在医疗、农业生产及畜牧业中。在中国每年的抗生素使用总量达到了惊人的18万吨。这些抗生素无法完全被吸收和代谢，最终通过各种途径进入到土壤环境中，其输入已经远远超出其生态自净水平，不可避免的导致抗生素在土壤中的积累与富集。在我国土壤中抗生素的检出率高达90％及以上，其中污染最为严重的四环素类抗生素的平均含量在200μg·kg-1左右，喹诺酮类抗生素的平均含量也在50～100μg·kg-1之间。由于大量使用抗生素，我国土壤的抗生素污染状况令人担忧。
土壤抗性基因污染现状：经过一系列抗生素的诱导和土壤传播介质的运行过程，抗性基因已经广泛的分布在全球土壤环境中，很明显，土壤已经成为各类抗性基因最大的基因库。在我国土壤中各类抗性基因已经被广泛鉴别和检测出。例如，四环素类抗性基因tet(A)，tet(O)，tet(W)以及tet(Z) 等在全国各地的土壤中几乎无处不在。而磺胺类抗性基因(sul)，红霉素抗性基因(erm)等其他抗生素类基因也被多次报道。而且随着抗生素的继续使用使得土壤中抗生素抗性基因的丰度不断增加，在有的地区已经超过了 7.0(logcopies/g)，甚至超过了8.5(logcopies/g)。抗生素抗性基因污染已经成为了又一大环境污染问题。
土壤抗性基因污染的危害：土壤在农业生产中发挥着无可替代的作用，生长的各种各样的农作物是人类食物的主要来源。当土壤受到抗性基因污染后，其抗性微生物的抗性基因发生水平转移进入到植物体内，继而抗性基因再通过植物性食用产品随食物链迁移到人体内。很多研究发现生活在人体中的细菌可以从植物抗性基因中获得抗药性性状。此外土壤中广泛存在的抗性基因也加快了超级细菌的产生速度，这些都对人类的健康带来了巨大威胁。因此对土壤抗性基因进行消减十分必要。
现有方法：申请号为201510005498.5的中国发明专利公开了一种四环素与重金属复合高丰度抗性基因污染场地土壤的增效洗脱修复方法，先对污染土壤颗粒进行破碎筛分；再将土粒置于土壤多元异位修复设备中，加入草鱼精子DNA粉末作为洗脱液，同时采用超声强化和升温处理的方式，进行连续异位增效洗脱；再对洗脱后土壤施加等同于土壤质量10～20％的营养源缓冲液；人工培养生长完成修复。但是由于其操作过程较为复杂，成本较高且会破坏土壤原有结构，这在一定程度上制约了洗脱消减抗性基因的大规模使用。此外实验室常见的光照法、微波消解法、加热法等均会对土壤原有结构及功能造成较大破环，而例如基因基团的替代、细胞膜上形成多糖类的阻隔等方法，成本较高难以大规模使用。
群体感应现象及其在土壤抗性基因消减的运用前景：近年来研究发现，微生物细胞不是孤立的个体，可以通过称为自诱导物的信号分子进行细胞间交流即群体感应。研究表明群体感应与微生物抗性基因的产生及抗性基因的基因水平转移具有重要的相关性。在外界环境胁迫下，AIs作为微生物细胞间寻求合作的媒介，不仅使微生物形成结构紧密的生物膜，对促进ARGs水平转移的膜形成进行调控，而且还能通过控制基因水平转移相关基因的表达使抗性基因的水平转移增强。此外也有研究表明群体感应现象与许多微生物的抗性基因形成有关，当群体感应缺失时其抗性基因产生速率显著下降。因此破环微生物间的群体感应现象在土壤抗性基因消减及减少抗性基因水平转移具有广泛运用前景。
发明内容
本发明提供一种利用天然植物提取物来实现土壤抗生素抗性基因消减的方法，采用日常生活产生的各种植物废料为主要原料制备群体感应抑制剂，可以以多种方式用于土壤抗性基因的原位消减，在使用后可以明显减少土壤中抗性基因的水平并减少抗性基因的转移及扩散。
本发明提供一种土壤抗生素抗性基因污染消减药剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将蒲公英、无花果叶、菠萝皮、玫瑰、天竺葵、薰衣草、豌豆壳和迷迭香中的至少一种植物晾干后粉碎，萃取后过滤，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发得天然植物粗提物；
(2)将吡咯酮和2,5-二酮哌嗪按配比溶解于所述天然植物粗提物中，得群体感应抑制剂；将所述植物残渣与碳酰胺按配比混合得土壤改良剂；将所述群体感应抑制剂和土壤改良剂按配比混匀即得。
作为优选，步骤(2)中将天然植物粗提物3～30g、吡咯酮按15～35mg、 2,5-二酮哌嗪按15～35mg混合，得所述群体感应抑制剂；步骤(2)中将所述植物残渣与碳酰胺按质量比100：(1～5)混合得所述土壤改良剂；所述群体感应抑制剂和土壤改良剂按质量比1：(100～800)混合。
进一步优选，将植物粗提物按15g、吡咯酮按20mg、二酮哌嗪按25mg 混合均匀得群体感应抑制剂。萃取残渣与碳酰胺按质量比为100：1混合，群体感应抑制剂与土壤改良剂按质量比为1：400混合。
本发明还提供一种如所述制备方法制备得到的土壤抗生素抗性基因污染消减药剂。
本发明还提供一种土壤抗生素抗性基因污染消减的方法，包括如下步骤：
(1)将蒲公英、无花果叶、菠萝皮、生姜叶、玫瑰、天竺葵、薰衣草、豌豆壳和迷迭香中的至少一种植物晾干后粉碎，萃取后过滤，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发制得天然植物粗提物；
(2)将吡咯酮和二酮哌嗪按配比与所述天然植物粗提物混合，得群体感应抑制剂；将所述植物残渣与碳酰胺按配比混合得土壤改良剂；将所述群体感应抑制剂和土壤改良剂按配比混匀得抗性基因污染消减工作剂；
(3)将所述抗性基因污染消减工作剂直接施加在抗生素抗性基因污染土壤中或与肥料混匀后施加在抗生素抗性基因污染土壤中或在施加肥料前5～10天施加在抗生素抗性基因污染土壤中。
细菌利用信号分子在相互间进行交流，研究表明群体感应系统与细菌的抗生素抗性形成及抗性基因的基因水平转移密切相关。本发明利用以天然植物提取剂为主要成分的群体感应抑制剂与以提取残渣为主要成分的土壤改良剂按一定比例混合后用于抗生素污染土壤抗性基因的消减及抗生素抗性基因污染的防治，并兼具改良土壤营养条件、减少肥料使用量及减少农作物受病原菌感染的作用。此外生产主要原料均来源于日常生活中产生的废弃物植物废料，具有绿色低碳的特点。
本发明所用原料均为植物废料，本发明对群体感应抑制剂的种类、用量及施用方法进行了优化，具有消减快、成本低、运用范围广、施用简单、低碳环保等特点。
作为优选，为减少药剂使用量降低成本，本发明对植物萃取物的植物种类成分进行了优化。蒲公英、无花果叶、菠萝皮、生姜叶、玫瑰、天竺葵、薰衣草、豌豆壳和迷迭香中的至少一种均可，进一步优选，最终确定植物萃取原材料为薰衣草、豌豆壳、菠萝皮、无花果叶、蒲公英和干枯玫瑰的混合物。
在上述优选组合的基础上，各原料之间可按任意比例混合，均可达到一定消减土壤抗生素抗性基因污染的效果，优选地，其混合比例为薰衣草及无花果叶各占总质量的30％左右，其余组分各占10％左右。
优选地，以总质量为100份计，配比如下：
作为优选，步骤(1)中萃取所用萃取剂为75％乙醇。
步骤(1)中所述的过滤为过200目筛。
作为优选，为提高消减效果，并降低成本，本发明对群体感应抑制剂的组成进行了优化，最终优选为：将吡咯酮和2,5-二酮哌嗪与植物粗提物混合。
进一步优选，步骤(2)中将植物粗提物按15g、吡咯酮按20mg、2 ，5-二酮哌嗪按25mg混合均匀得所述群体感应抑制剂；
为进一步提高土壤改良剂群体感应抑制效果，本发明对植物萃取残渣与碳酰胺比例及群体感应抑制剂与土壤改良剂的比例进行了优化。
作为优选，所述植物残渣与碳酰胺按质量比100：(1～5)混合得所述土壤改良剂；所述群体感应抑制剂和土壤改良剂的质量比为1：(100～800 )。
进一步优选，萃取残渣与碳酰胺按质量比为100：1混合，群体感应抑制剂与土壤改良剂按质量比为1：400混合。这使得土壤改良剂在改良土壤肥力的同时兼具加强群体感应抑制的作用。
本发明在抗生素抗性基因污染土壤上，按照每平方米土壤施加工作剂 1～5kg施加工作剂，10～40天施用一次。或在施肥过程中与肥料按照1： 1～5均匀混合后施用在抗生素抗性基因污染土地中。最佳施用间隔时间为 10～40天。若施用为受污染有机肥(含抗生素的猪粪、鸡粪等禽畜排泄物等)，可在施肥前5～10天预先施用土壤抗生素抗性基因污染消减剂。
在已污染土壤中施用3～8次工作剂可有效减少抗生素抗性基因的丰度。与肥料混合施用，或在施用有机肥前5～10天预施用消减剂也可有效减少抗性基因的产生。于此同时该方法兼具改善土壤质地及肥力、减少施肥量及植物病原菌感染的作用。
作为优选，为达到最佳的抗生素抗性基因消减的目的，合理控制工作剂施用量，降低成本，较优的使用量为每平方米土壤施加工作剂1～5kg，最优施用量为每平方米土壤施加工作剂1.5kg。
作为优选，为达到最佳的抗生素抗性基因消减的目的，减少使用量对施用间隔时间进行了优化，较优间隔时间为10～40，最终优化最佳施用间隔时间为20天。对于耕地土壤在使用时最佳方式为与有机肥同时施用，按质量比2：1(有机肥比消减剂)混合施用。
土壤抗生素抗性基因污染消减的方法，一种最优选的技术方案：
(1)天然植物萃取剂制备：将薰衣草、无花果叶、菠萝皮、蒲公英、干枯玫瑰和豌豆壳按质量比3：3：1：1：1：1混合晾干后，粉碎机破碎，用75％乙醇萃取后过压滤过200目筛，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发可得；
(2)群体感应抑制剂制备：植物粗提物15g、吡咯酮20mg，2,5-二酮哌嗪25mg混合均匀得群体感应抑制剂。
(3)土壤改良剂制备：萃取后的植物残渣，晾干后与碳酰胺按质量比100：1混合；
(4)土壤抗生素抗性基因污染消减工作剂制备：群体感应抑制剂与土壤改良剂按1：400均匀混合得到抗性基因污染消减工作剂；
(5)施加土壤抗生素抗性基因污染消减剂：在抗生素抗性基因污染土壤上，按照每平方米土壤施加工作剂1.5kg施加工作剂，20天施用一次；或在施肥过程中与肥料按照2：1均匀混合后施用在抗生素污染土地中，最佳施用间隔时间为30天；若施用为受污染有机肥(含抗生素的猪粪、鸡粪等禽畜排泄物等)，可在施肥前7天预先施用土壤抗生素抗性基因污染消减剂。
按上述最优方案，在已污染土壤中施用5次工作剂可有效减少抗生素抗性基因的丰度。与肥料混合施用，或在施用有机肥前7天预施用消减剂也可有效减少抗性基因的产生。于此同时该方法兼具改善土壤质地及肥力、减少施肥量及植物病原菌感染的作用。
本发明的药剂可以用于已污染土地抗生素抗性基因的消减及防治含抗生素农家肥施用引起的抗性基因污染。例如四环素抗性基因tet(M)、β- 内酰胺酶类抗性基因blaTEM、红霉素类抗性基因erm(F)、四环素抗性基因tet(O)、基因水平转移相关的基因intI1等抗生素抗性基因污染的土壤采用本发明方法处理，100天后这些抗生素抗性基因的丰度减少了85％以上。
本发明的方法对污染土壤中抗生素抗性基因具有很好的消减作用，且在修复过程中不影响植株生长，并对土壤质地及肥力具有一定的改良作用。
与现有消减方法相比，本法具有如下优点：
(1)所用原材料大部分来源于生活废料，且对原材料利用率高，具有低碳环保的特点。
(2)运用范围广，可实现原位修复，并且可以运用在各种土壤环境中，在使用过程中可以最大程度保持土壤原有功能，不影响土壤的使用价值和农作物的生长发育。
(3)消减效果明显，运用本方法后100天可使土壤中抗性基因丰度消减达到85％以上，并且有效降低了基因水平转移有关基因的丰度，降低了抗性基因的转移能力，大大减少受污染土地的生态风险及对人类健康的危害。
(4)使用成本低，每平方米土壤使用工作剂约1～5kg，成本约5～10 元。
(5)兼具改良土壤，增加农作物产量效果。运用本方法对土壤抗性基因进行消减可以在一定程度上改良土壤土质，增加土壤肥力，对农作物增产，减少病害也有一定效果。
(6)施用简单，本法使用方式及用量可根据实际情况进行自由调整，施用简单，节约时间，减少工作量。
(7)有效时间长，本法在施用结束后可以对土壤中抗生素抗性基因的形成、转移及扩散形成中长期的抑制作用，有效抑制时间约60～90天。
附图说明
图1是本方法的施用流程图
具体实施方式
以下实施例均参照图1所示流程进行。
实施例1
(1)天然植物萃取剂制备：将薰衣草、无花果叶、蒲公英、菠萝皮、干枯玫瑰、豌豆壳按质量比3：3：1：1：1：1混合晾干后，粉碎机破碎，用75％乙醇萃取后过压滤过200目筛，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发制得。
(2)群体感应抑制剂制备：将植物粗提物15g、吡咯酮20mg，2,5- 二酮哌嗪25mg均匀混合。
(3)土壤改良剂制备：萃取后的植物残渣，晾干后与碳酰胺按质量比100：1混合。
(4)土壤抗生素抗性基因污染消减工作剂制备：群体感应抑制剂与土壤改良剂按1：400均匀混合得到抗性基因污染消减工作剂。
(5)施加土壤抗生素抗性基因污染消减剂：在抗生污染土壤上，每平米土壤施加工作剂1.5kg施加工作剂，施用5次，每次间隔20天。工艺流程如图1所示。
(6)消减：100天后以四环素抗性基因tet(M)的丰度减少了90％，未处理组基因丰度为5.10×10-5，处理组丰度为5.06×10-6，在200天后处理组抗性基因丰度低于检出限。
实施例2
(1)天然植物萃取剂制备：将薰衣草、无花果叶、蒲公英、菠萝皮、干枯玫瑰、豌豆壳按质量比3：3：1：1：1：1混合晾干后，粉碎机破碎，用75％乙醇萃取后过压滤过200目筛，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发制得。
(2)群体感应抑制剂制备：将植物粗提物5g、吡咯酮6mg，2,5-二酮哌嗪5mg均匀混合。
(3)土壤改良剂制备：萃取后的植物残渣，晾干后与碳酰胺按质量比100：1混合。
(4)土壤抗生素抗性基因污染消减工作剂制备：群体感应抑制剂与土壤改良剂按1：600均匀混合得到抗性基因污染消减工作剂。
(5)施加土壤抗生素抗性基因污染消减剂：在抗生污染土壤上，每平米土壤施加工作剂1.5kg施加工作剂，施用5次，每次间隔20天。工艺流程如图1所示。
(6)消减：100天后以四环素抗性基因tet(M)的丰度减少了66％，未处理组基因丰度为5.42×10-5，处理组丰度为1.84×10-5，在200天后处理组抗性基因丰度为2.42×10-7。
实施例3
(1)天然植物萃取剂制备：将薰衣草、无花果叶、蒲公英、菠萝皮、干枯玫瑰、豌豆壳按质量比3：3：1：1：1：1混合晾干后，粉碎机破碎，用75％乙醇萃取后过压滤过200目筛，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发制得。
(2)群体感应抑制剂制备：将植物粗提物25g、吡咯酮35mg，2,5- 二酮哌嗪45mg均匀混合。
(3)土壤改良剂制备：萃取后的植物残渣，晾干后与碳酰胺按质量比100：1混合。
(4)土壤抗生素抗性基因污染消减工作剂制备：群体感应抑制剂与土壤改良剂按1：100均匀混合得到抗性基因污染消减工作剂。工艺流程如图1所示。
(5)施加土壤抗生素抗性基因污染消减剂：在抗生污染土壤上，按照每平方米土壤施加工作剂3.5kg施加工作剂，施用5次，每次间隔15 天。
(6)消减：80天后β-内酰胺酶类抗性基因blaTEM的丰度减少了98％，未处理组基因丰度为3.10×10-4，处理组丰度为6.2×10-6。
实施例4
(1)天然植物萃取剂制备：将无花果叶、蒲公英、菠萝皮、干枯玫瑰、豌豆壳按质量比1：1：2：3：3混合晾干后，粉碎机破碎，用75％乙醇萃取后过压滤过200目筛，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发制得。
(2)群体感应抑制剂制备：将植物粗提物15g、吡咯酮20mg，2,5- 二酮哌嗪25mg均匀混合。
(3)土壤改良剂制备：萃取后的植物残渣，晾干后与碳酰胺按质量比100：3混合。
(4)土壤抗生素抗性基因污染消减工作剂制备：群体感应抑制剂与土壤改良剂按1：1000均匀混合得到抗性基因污染消减工作剂。工艺流程如图1所示。
(5)施加土壤抗生素抗性基因污染消减剂：在抗生污染土壤上，按照每平方米土壤施加工作剂1.5kg施加工作剂，施用5次，每次间隔20 天。
(6)消减：100天后β-内酰胺酶类抗性基因blaTEM的丰度减少了 68％，未处理组基因丰度为3.40×10-4，处理组丰度为2.05×10-4。
实施例5
(1)天然植物萃取剂制备：将薰衣草、无花果叶、蒲公英、菠萝皮、干枯玫瑰、豌豆壳按质量比3：3：1：1：1：1混合晾干后，粉碎机破碎，用75％乙醇萃取后过压滤过200目筛，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发制得。
(2)群体感应抑制剂制备：将植物粗提物15g、吡咯酮20mg，2,5- 二酮哌嗪25mg均匀混合。
(3)土壤改良剂制备：萃取后的植物残渣，晾干后与碳酰胺按质量比100：1混合。
(4)土壤抗生素抗性基因污染消减工作剂制备：群体感应抑制剂与土壤改良剂按1：200均匀混合得到抗性基因污染消减工作剂。工艺流程如图1 所示。
(5)施加土壤抗生素抗性基因污染消减剂：在抗生污染土壤上，按照每平方米土壤施加工作剂2.5kg施加工作剂，施用5次，每次间隔20 天。
(6)消减：100天后β-内酰胺酶类抗性基因blaTEM的丰度减少了 92％，微处理组基因丰度为3.22×10-5，处理组为2.58×10-6。90天后抗性基因低于检出限。
实施例6
(1)天然植物萃取剂制备：将薰衣草、无花果叶、蒲公英、菠萝皮、干枯玫瑰、豌豆壳按质量比3：3：1：1：1：1混合晾干后，粉碎机破碎，用75％乙醇萃取后过压滤过200目筛，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发制得。
(2)群体感应抑制剂制备：将植物粗提物15g、吡咯酮20mg，2,5- 二酮哌嗪25mg均匀混合。
(3)土壤改良剂制备：萃取后的植物残渣，晾干后与碳酰胺按质量比100：1混合。
(4)土壤抗生素抗性基因污染消减工作剂制备：群体感应抑制剂与土壤改良剂按1：200均匀混合得到抗性基因污染消减工作剂。工艺流程如图1所示。
(5)施加土壤抗生素抗性基因污染消减剂：在抗生污染土壤上，按照每平方米土壤施加工作剂2.5kg施加工作剂，施用5次，每次间隔20 天。
(6)消减：100天后红霉素类抗性基因erm(F)的丰度减少了94％，未处理组基因丰度为5.4×10-5，处理组丰度为3.26×10-6。
实施例7
(1)天然植物萃取剂制备：将薰衣草、无花果叶、蒲公英、菠萝皮、干枯玫瑰、豌豆壳按质量比1：1：1：2：2：3混合晾干后，粉碎机破碎，用75％乙醇萃取后过压滤过200目筛，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发制得。
(2)群体感应抑制剂制备：将植物粗提物15g、吡咯酮20mg，2,5- 二酮哌嗪25mg均匀混合。
(3)土壤改良剂制备：萃取后的植物残渣，晾干后与碳酰胺按质量比100：3混合。
(4)土壤抗生素抗性基因污染消减工作剂制备：群体感应抑制剂与土壤改良剂按1：1000均匀混合得到抗性基因污染消减工作剂。工艺流程如图1所示。
(5)施加土壤抗生素抗性基因污染消减剂：在抗生污染土壤上，按照每平方米土壤施加工作剂1.0kg施加工作剂，施用5次，每次间隔20 天。
(6)消减：100天后红霉素类抗性基因erm(F)的丰度减少了60％，未处理组基因丰度为5.3×10-5，处理组丰度为2.12×10-5。200天后抗性基因丰度为1.64×10-6，消减率为97％。
实施例8
(1)天然植物萃取剂制备：将薰衣草、无花果叶、蒲公英、菠萝皮、干枯玫瑰、豌豆壳按质量比3：3：1：1：1：1混合晾干后，粉碎机破碎，用75％乙醇萃取后过压滤过200目筛，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发制得。
(2)群体感应抑制剂制备：将植物粗提物15g、吡咯酮20mg，2,5- 二酮哌嗪25mg均匀混合。
(3)土壤改良剂制备：萃取后的植物残渣，晾干后与碳酰胺按质量比100：1混合。
(4)土壤抗生素抗性基因污染消减工作剂制备：群体感应抑制剂与土壤改良剂按1：400均匀混合得到抗性基因污染消减工作剂。工艺流程如图1所示。
(5)施加土壤抗生素抗性基因污染消减剂：在抗生污染土壤上，按照每平方米土壤施加工作剂1.5kg施加工作剂，施用5次，每次间隔20 天。
(6)消减：100天后红霉素类抗性基因erm(F)的丰度减少了90％，未处理组基因丰度为5.63×10-5，处理组丰度为5.60×10-6，基因水平转移相关的基因intI1的丰度减少了93％，未处理组基因丰度为2.58×10-5，处理组丰度为1.8×10-6。
实施例9
(1)天然植物萃取剂制备：将薰衣草、无花果叶、蒲公英、菠萝皮、干枯玫瑰、豌豆壳按质量比3：3：1：1：1：1混合晾干后，粉碎机破碎，用75％乙醇萃取后过压滤过200目筛，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发制得。
(2)群体感应抑制剂制备：将植物粗提物30g、吡咯酮20mg，2,5- 二酮哌嗪25mg均匀混合。
(3)土壤改良剂制备：萃取后的植物残渣，晾干后与碳酰胺按质量比100：1混合。
(4)土壤抗生素抗性基因污染消减工作剂制备：群体感应抑制剂与土壤改良剂按1：400均匀混合得到抗性基因污染消减工作剂。工艺流程如图1所示。
(5)施加土壤抗生素抗性基因污染消减剂：在抗生污染土壤上，按照每平方米3kg施加工作剂，施用3次，每次间隔20天。
(6)消减：60天后以四环素抗性基因tet(M)的丰度减少了75％，未处理组基因丰度为5.10×10-5，处理组丰度为2.02×10-5，在100天后处理组抗性基因丰度低于检出限。
实施例10
(1)天然植物萃取剂制备：将薰衣草、无花果叶、蒲公英、菠萝皮、干枯玫瑰、豌豆壳按质量比3：3：1：1：1：1混合晾干后，粉碎机破碎，用75％乙醇萃取后过压滤过200目筛，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发制得。
(2)群体感应抑制剂制备：将植物粗提物15g、吡咯酮20mg，2,5- 二酮哌嗪25mg均匀混合。
(3)土壤改良剂制备：萃取后的植物残渣，晾干后与碳酰胺按质量比100：1混合。
(4)土壤抗生素抗性基因污染消减工作剂制备：群体感应抑制剂与土壤改良剂按1：400均匀混合得到抗性基因污染消减工作剂。工艺流程如图1所示。
(5)施加土壤抗生素抗性基因污染消减剂：在抗生污染土壤上，按照每平方米土壤施加工作剂1.5kg，施用5次，每次间隔20天。
(6)作物株高：100天后黑麦草株高比对照组高出40％，对照组株高为平均株高为15.6cm，处理组为株高21.9cm。
实施例11
(1)天然植物萃取剂制备：将薰衣草、无花果叶、蒲公英、菠萝皮、干枯玫瑰、豌豆壳按质量比3：3：1：1：1：1混合晾干后，粉碎机破碎，用75％乙醇萃取后过压滤过200目筛，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发制得。
(2)群体感应抑制剂制备：将植物粗提物15g、吡咯酮20mg，2,5- 二酮哌嗪25mg均匀混合。
(3)土壤改良剂制备：萃取后的植物残渣，晾干后与碳酰胺按质量比100：1混合。
(4)土壤抗生素抗性基因污染消减工作剂制备：群体感应抑制剂与土壤改良剂按1：400均匀混合得到抗性基因污染消减工作剂。工艺流程如图1所示。
(5)施加土壤抗生素抗性基因污染消减剂：在抗生污染土壤上，按照每平方米土壤施加工作剂1.5kg施加工作剂，施用3次，每次间隔20天。
(6)黑麦草分蘖数：60天后黑麦草分蘖数比对照组高出38％，对照组平均分蘖数为16，处理组为22.1。
实施例12
(1)天然植物萃取剂制备：将薰衣草、无花果叶、蒲公英、菠萝皮、干枯玫瑰、豌豆壳按质量比3：3：1：1：1：1混合晾干后，粉碎机破碎，用75％乙醇萃取后过压滤过200目筛，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发制得。
(2)群体感应抑制剂制备：将植物粗提物15g、吡咯酮20mg，2,5- 二酮哌嗪25mg均匀混合。
(3)土壤改良剂制备：萃取后的植物残渣，晾干后与碳酰胺按质量比100：1混合。
(4)土壤抗生素抗性基因污染消减工作剂制备：群体感应抑制剂与土壤改良剂按1：400均匀混合得到抗性基因污染消减工作剂。
(5)施加土壤抗生素抗性基因污染消减剂：在施用含四环素和金霉素均为300μg/kg的猪粪前7天在田间按每平方米1.5kg施用消减剂，猪粪施加量为每平方米3kg。
(6)土壤中抗生素抗性基因丰度：30天后预施加消减剂的土壤中四环素抗性基因tet(M)丰度为4.02×10-6，未预施加消减剂土壤中四环素抗性基因为6.02×10-4。
综上12个案例说明，本方法适用于常见抗生素抗性基因的消减，并对抑制抗性基因基因水平转移有良好作用，并可适用于大范围的原位修复，在修复过程中不影响植株生长，并对土壤质地及肥力具有一定的改良作用。
可采用多种方式进行施加均取得了较好效果，兼具预防抗性基因产生的功效。
每平方米土地使用工作剂大约1～5kg，成本约5～10元。施用完成后还能继续抑制抗性基因的形成与转移，有效作用时长约90天。
以上所述仅为本发明专利的具体实施案例，但本发明专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种土壤抗生素抗性基因污染消减药剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将薰衣草、豌豆壳、菠萝皮、无花果叶、蒲公英和干枯玫瑰的混合物晾干后粉碎，萃取后过滤，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发得天然植物粗提物；所述混合物中，以总质量为100份计，配比如下：
(2)将上述植物粗提物与吡咯酮和2,5-二酮哌嗪按配比混合，得群体感应抑制剂；将所述植物残渣与碳酰胺按配比混合得土壤改良剂；将所述群体感应抑制剂和土壤改良剂按配比混匀即得。
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，将步骤(2)中植物粗提物3～30g、吡咯酮按15～35mg、2,5-二酮哌嗪按15～35mg混合，得所述群体感应抑制剂；步骤(2)中将所述植物残渣与碳酰胺按质量比100：(1～5)混合得所述土壤改良剂。
3.一种如权利要求1或2所述制备方法制备得到的土壤抗生素抗性基因污染消减药剂。
4.一种土壤抗生素抗性基因污染消减的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将薰衣草、豌豆壳、菠萝皮、无花果叶、蒲公英和干枯玫瑰的混合物晾干后粉碎，萃取后过滤，收集滤液及植物残渣，滤液旋转蒸发得天然植物粗提物；所述混合物中，以总质量为100份计，配比如下：
(2)将吡咯酮和2,5-二酮哌嗪、植物粗提物按配比混合，得群体感应抑制剂；将所述植物残渣与碳酰胺按配比混合得土壤改良剂；将所述群体感应抑制剂和土壤改良剂按配比混匀得抗性基因污染消减工作剂；
(3)将所述抗性基因污染消减工作剂直接施加在抗生素抗性基因污染土壤中或与肥料混匀后施加在抗生素抗性基因污染土壤中或在施加肥料前施加在抗生素抗性基因污染土壤中。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，步骤(1)中萃取所用萃取剂为75％乙醇。
6.根据权利要求4所述方法，其特征在于，步骤(2)中将植物粗提物按5～30g、吡咯酮按15～35mg、2,5-二酮哌嗪按15～35mg混合，得所述群体感应抑制剂。
7.根据权利要求4所述方法，其特征在于，步骤(2)中将所述植物残渣与碳酰胺按质量比100：(1～5)混合得所述土壤改良剂。
8.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述群体感应抑制剂和土壤改良剂的质量比为1：(100～800)。
9.根据权利要求4所述方法，其特征在于，当步骤(3)中所述抗性基因污染消减工作剂直接施加时，按每平方米土壤1～5kg施加；每间隔10～40天施用一次。
10.根据权利要求4所述方法，其特征在于，当步骤(3)中所述抗性基因污染消减工作剂与肥料一起施加时，所述抗性基因污染消减工作剂与肥料按质量比(1～5)：1混合；每间隔10～40天施用一次。
CN201610693735.6A 2016-08-18 2016-08-18 用于土壤抗生素抗性基因污染消减的药剂及其制备和应用 Active CN106311734B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610693735.6A CN106311734B (zh) 2016-08-18 2016-08-18 用于土壤抗生素抗性基因污染消减的药剂及其制备和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610693735.6A CN106311734B (zh) 2016-08-18 2016-08-18 用于土壤抗生素抗性基因污染消减的药剂及其制备和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106311734A CN106311734A (zh) 2017-01-11
CN106311734B true CN106311734B (zh) 2019-06-25

Family

ID=57743812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610693735.6A Active CN106311734B (zh) 2016-08-18 2016-08-18 用于土壤抗生素抗性基因污染消减的药剂及其制备和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106311734B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107649504B (zh) * 2017-10-20 2018-08-28 温州科技职业学院 一种修复治理土壤中抗性基因污染的方法
CN109511480A (zh) * 2018-12-06 2019-03-26 佛山科学技术学院 一种用于蔬菜中降低抗性基因传递的水肥调控方法
CN111676045B (zh) * 2019-11-28 2021-02-19 中国海洋大学 一种利用木醋液对土壤中抗生素抗性基因的削减方法及应用
CN113637481A (zh) * 2021-07-23 2021-11-12 浙江大学 壳聚糖及其衍生物在消减土壤中抗生素抗性基因污染中的应用
CN115181572B (zh) * 2022-07-22 2023-10-20 浙江大学 茶黄素及其组合物在消减土壤中抗生素抗性基因的应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105016915A (zh) * 2015-06-24 2015-11-04 含山县丰华供销合作社有限公司 一种用于观果类花卉栽培土壤改善的肥料以及制备方法
CN105130963A (zh) * 2015-07-23 2015-12-09 中国石油大学(华东) 一种新型群体感应抑制剂的分离提取、结构鉴定及其应用
CN105147663A (zh) * 2015-08-11 2015-12-16 中国人民解放军第三军医大学第二附属医院 木犀草素在抑制细菌群体感应系统中的应用
CN105272713A (zh) * 2014-05-29 2016-01-27 贵州盛鼎生态农牧科技有限责任公司沿河分公司 一种复合肥及其制备方法
EP2649047B1 (en) * 2010-12-08 2016-02-24 Danmarks Tekniske Universitet Compositions and medical uses of ajoene derivatives
CN105663244A (zh) * 2016-01-04 2016-06-15 中国石油大学(华东) 一种具有细菌群体感应淬灭活性的无花果叶提取物及用途

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2649047B1 (en) * 2010-12-08 2016-02-24 Danmarks Tekniske Universitet Compositions and medical uses of ajoene derivatives
CN105272713A (zh) * 2014-05-29 2016-01-27 贵州盛鼎生态农牧科技有限责任公司沿河分公司 一种复合肥及其制备方法
CN105016915A (zh) * 2015-06-24 2015-11-04 含山县丰华供销合作社有限公司 一种用于观果类花卉栽培土壤改善的肥料以及制备方法
CN105130963A (zh) * 2015-07-23 2015-12-09 中国石油大学(华东) 一种新型群体感应抑制剂的分离提取、结构鉴定及其应用
CN105147663A (zh) * 2015-08-11 2015-12-16 中国人民解放军第三军医大学第二附属医院 木犀草素在抑制细菌群体感应系统中的应用
CN105663244A (zh) * 2016-01-04 2016-06-15 中国石油大学(华东) 一种具有细菌群体感应淬灭活性的无花果叶提取物及用途

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于群体淬灭理论MBＲ 减缓膜污染研究进展;张海丰等;《硅酸盐通报》;20150331;第34卷(第3期);第764-769页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106311734A (zh) 2017-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106311734B (zh) 用于土壤抗生素抗性基因污染消减的药剂及其制备和应用
CN103992188B (zh) 一种含中药渣的有机肥料及其生产工艺
CN103467185B (zh) 生物复合有机菌肥
CN100448943C (zh) 一种设施菜地土壤改良剂及其制备方法与应用
CN105315998B (zh) 降低碱性土壤Pb、Cr活性的钝化剂及其应用
CN103449863A (zh) 一种中药药渣堆肥快速发酵生产有机肥的方法
CN102674961B (zh) 一种用茶饼生产的有机肥
CN105330486B (zh) 一种生防增效的茄果类专用营养套餐肥及其施用方法
CN106614398A (zh) 一种利用黑水虻进行猪粪资源化处理的方法
CN103664327B (zh) 复合肥料及其制备方法
CN104987223A (zh) 一种以中药渣为原料的防虫抗病有机肥及其制备方法
CN103755474A (zh) 一种有机-无机复混肥料
CN107417404A (zh) 一种有机肥料及其制备方法
CN103601537B (zh) 一种利用药物和食品废渣制备有机肥料的方法
CN108083919A (zh) 一种猪粪药渣发酵有机肥及其制备方法和应用
CN106359122A (zh) 一种养猪发酵床填料及制备方法
CN103626533B (zh) 生物有机肥料及其制备方法
CN104591928A (zh) 一种具备土壤修复功能的生物有机肥
CN104542730A (zh) 一种多功能活性生物杀虫剂及其制备方法
CN104498043B (zh) 一种利用中药废渣生产的微生物土壤改良剂及其制备方法
CN109180235A (zh) 同步高效去除猪粪中多种抗生素的堆肥方法
CN105475385A (zh) 一种利用沼液制备防治韭蛆的农药的方法
CN103865546A (zh) Nta与3-吲哚乙酸强化高羊茅修复污灌土重金属的方法
CN109206246A (zh) 一种植物叶面肥及其制备方法
CN106748512A (zh) 一种富硒植物提取物复合成膜调节剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant