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農業土壤重金屬污染被認為是推動抗生素抗性基因傳播的重要因子。但在這一過程中噬菌體的作用及其潛在機制缺乏認識。近日，中國科學院城市環境研究所團隊在典型重金屬污染區采集土壤樣品，運用宏基因組、宏病毒組、代謝組和16S rRNA擴增子測序，剖析了稻田土壤噬菌體攜帶抗生素抗性基因的特征，重點分析其攜帶的輔助代謝基因和重金屬解毒基因，以及其與抗性基因的共定位關系及功能關聯。在重金屬脅迫下，稻田土壤噬菌體攜帶的抗生素抗性基因豐度增加；攜帶輔助代謝基因或重金屬解毒基因的溶原性噬菌體顯著富集，并與抗性基因形成共定位片段，加速抗生素抗性基因的傳播。其中的潛在機制可以從兩方面解析，噬菌體攜帶的輔助代謝基因可重編程宿主代謝，提高細菌在重金屬脅迫下的適應能力，為噬菌體復制和基因轉移創造有利條件，推動抗生素抗性基因共轉移，間接促進抗生素抗性基因傳播；噬菌體攜帶的重金屬解毒基因直接參與重金屬解毒過程，促使相鄰抗性基因片段共轉移，使脂質過氧化相關的膜通透性增加，從而增強抗性基因傳播。噬菌體移植實驗也表明，隨著重金屬濃度升高，噬菌體介導的抗性基因轉移顯著增強。這一研究揭示了噬菌體在重金屬污染下促進抗生素抗性基因傳播的作用機制。相關研究成果發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。研究工作得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、中國科學院相關項目等的支持。論文鏈接噬菌體協助宿主解毒并促進稻田土壤中抗性基因傳播