惠楠團隊連續(xù)發(fā)表論文揭示“環(huán)境-微生物/抗性基因-健康效應”的協同作用機制

發(fā)布時間：2025-04-09 

自2024年來，上海交通大學農業(yè)與生物學院惠楠團隊在Environmental Science and Ecotechnology、Science of The Total Environment、Environment international和Journal of Hazardous Materials發(fā)表了研究論文，全面揭示城市居民區(qū)生態(tài)系統微生物多樣性、組成及分布特征，明確了人類活動熱區(qū)中呼吸系統疾?。≧Ds）相關微生物的遷移規(guī)律及驅動因素。

城市化進程中環(huán)境污染、土地利用等人為活動干擾會侵蝕微生物多樣性，從而導致哮喘、鼻炎等RDs日益增加。城市綠地與居民健康福祉密切相關，然而目前關于城市居民區(qū)微生物多樣性、功能及其對人體呼吸健康的調控機制尚不明晰。團隊基于城鄉(xiāng)時空梯度樣本設計，以特大型城市上海市為研究區(qū)，整合居民區(qū)植被格局、周邊用地類型等數據，重點剖析了居民區(qū)環(huán)境（葉際、入室、土壤）微生物的分布特征和驅動因素。通過自主研發(fā)的入室氣溶膠微生物采樣器（VenTube）和病原菌篩選系統（Lost Pearls-Blastn），借助抗性基因定量檢測等研究手段，深入探討了入室氣溶膠微生物的調控機制及其健康效應。研究發(fā)現，居民區(qū)內葉際微生物群落多樣性及組成受季節(jié)調控。在寒冷季節(jié)，大量RDs相關微生物在新建居民區(qū)富集（發(fā)表于Environmental Science and Ecotechnology，2024）；入室氣溶膠微生物群落（AMTI）在寒冷季節(jié)的多樣性顯著低于溫暖季節(jié)，木犀科喬木能夠通過抑制RDs相關微生物屬的多度，促進呼吸健康（發(fā)表于Science of The Total Environment，2024）。此外，季節(jié)變化還會影響AMTI攜帶的抗生素抗性基因，且會受周邊用地類型、植物群落和養(yǎng)殖場的協同調控（發(fā)表于Environment International，2024）?；谏鲜鲅芯拷Y果，進一步剖析AMTI及其攜帶抗性基因的來源組成特征。結果發(fā)現， AMTI中無論是細菌還是真菌群落，均主要來自于葉際微生物群落，且二者之間存在廣泛的潛在致病菌共轉移（發(fā)表于Journal of Hazardous Materials，2025）。綜上，研究結果揭示了“環(huán)境-微生物/抗性基因-健康效應”的協同作用機制，對于促進城市生態(tài)文明建設具有重要意義。

圖1 上海居民區(qū)多環(huán)境因子對環(huán)境微生物多樣性及其功能的影響機制

上海交通大學農業(yè)與生物學院博士生趙暢為論文第一作者，惠楠研究員為通訊作者。研究得到了國家重點研發(fā)計劃（2023YFE0112000）、國家自然科學基金（32371843）和上海市科學技術委員會（22230713300）的項目資助。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.ese.2023.100315

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.176978

https://doi.org/10.1016/j.envint.2024.108545

https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.137419

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