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Impact of Urbanization on Antibiotic Resistome in Different Microplastics: Evidence from a Large-Scale Whole River Analysis
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2021-06-16 , DOI: 10.1021/acs.est.1c01395 Ruilong Li 1, 2 , Longji Zhu 1 , Kai Yang 1 , Hongzhe Li 1 , Yong-Guan Zhu 1, 3 , Li Cui 1
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2021-06-16 , DOI: 10.1021/acs.est.1c01395 Ruilong Li 1, 2 , Longji Zhu 1 , Kai Yang 1 , Hongzhe Li 1 , Yong-Guan Zhu 1, 3 , Li Cui 1
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Microplastics (MPs) are becoming ubiquitous in environments and viewed as carriers of antibiotic resistance genes (ARGs). Rivers connecting differently urbanized areas contribute a significant input of MPs and ARGs to the environment. However, a systematic study assessing the role of urbanization in shaping antibiotic resistome and mobilome in riverine MPs is lacking. Here, we conducted a large-scale study by placing five types of MPs (polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene-fiber, and polyethylene-fiber-polyethylene) into Beilun River with an urbanization gradient. A total of 314 ARGs and 57 mobile genetic elements (MGEs) were detected in MPs by high-throughput quantitative polymerase chain reaction (PCR). The ARGs in MPs showed a clear spatial distribution with the abundance increased by 2 orders of magnitude from rural to urban regions. A holistic analysis of 13 socioeconomic and environmental factors identified that urbanization predominantly contributed to both the abundance and potential MGE-mediated dissemination of ARGs in riverine MPs. Notably, MPs types were found to significantly affect the resistome and dissemination risk of ARGs, with polypropylene being the preferred substrates to acquire and spread ARGs. This work highlights the necessity of controlling MPs and ARGs pollution in urban areas and provides an important guide for the future usage and disposal of plastics.
中文翻译：
城市化对不同微塑料中抗生素耐药性的影响：来自大规模全河分析的证据
微塑料 (MP) 在环境中变得无处不在，并被视为抗生素抗性基因 (ARG) 的载体。连接不同城市化地区的河流为 MPs 和 ARGs 对环境做出了重要贡献。然而，缺乏评估城市化在塑造河流 MP 中抗生素抗性组和移动组的作用的系统研究。在这里，我们通过将五种类型的 MP（聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯-纤维和聚乙烯-纤维-聚乙烯）以城市化梯度放入北仑河进行了大规模研究。通过高通量定量聚合酶链反应 (PCR) 在 MP 中检测到总共 314 个 ARG 和 57 个移动遗传元件 (MGE)。MPs中的ARGs空间分布明显，从农村到城市，丰度增加了2个数量级。对 13 个社会经济和环境因素的整体分析表明，城市化主要促成了河流 MP 中 ARG 的丰富和潜在 MGE 介导的传播。值得注意的是，MPs 类型被发现显着影响 ARGs 的抵抗组和传播风险，聚丙烯是获取和传播 ARGs 的首选底物。这项工作凸显了控制城市地区 MPs 和 ARGs 污染的必要性，并为未来塑料的使用和处置提供了重要指导。对 13 个社会经济和环境因素的整体分析表明，城市化主要促成了河流 MP 中 ARG 的丰富和潜在 MGE 介导的传播。值得注意的是，MPs 类型被发现显着影响 ARGs 的抵抗组和传播风险，聚丙烯是获取和传播 ARGs 的首选底物。这项工作凸显了控制城市地区 MPs 和 ARGs 污染的必要性，并为未来塑料的使用和处置提供了重要指导。对 13 个社会经济和环境因素的整体分析表明，城市化主要促成了河流 MP 中 ARG 的丰富和潜在 MGE 介导的传播。值得注意的是，MPs 类型被发现显着影响 ARGs 的抵抗组和传播风险，聚丙烯是获取和传播 ARGs 的首选底物。这项工作凸显了控制城市地区 MPs 和 ARGs 污染的必要性，并为未来塑料的使用和处置提供了重要指导。
更新日期：2021-07-06
中文翻译：
城市化对不同微塑料中抗生素耐药性的影响：来自大规模全河分析的证据
微塑料 (MP) 在环境中变得无处不在，并被视为抗生素抗性基因 (ARG) 的载体。连接不同城市化地区的河流为 MPs 和 ARGs 对环境做出了重要贡献。然而，缺乏评估城市化在塑造河流 MP 中抗生素抗性组和移动组的作用的系统研究。在这里，我们通过将五种类型的 MP（聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯-纤维和聚乙烯-纤维-聚乙烯）以城市化梯度放入北仑河进行了大规模研究。通过高通量定量聚合酶链反应 (PCR) 在 MP 中检测到总共 314 个 ARG 和 57 个移动遗传元件 (MGE)。MPs中的ARGs空间分布明显，从农村到城市，丰度增加了2个数量级。对 13 个社会经济和环境因素的整体分析表明，城市化主要促成了河流 MP 中 ARG 的丰富和潜在 MGE 介导的传播。值得注意的是，MPs 类型被发现显着影响 ARGs 的抵抗组和传播风险，聚丙烯是获取和传播 ARGs 的首选底物。这项工作凸显了控制城市地区 MPs 和 ARGs 污染的必要性，并为未来塑料的使用和处置提供了重要指导。对 13 个社会经济和环境因素的整体分析表明，城市化主要促成了河流 MP 中 ARG 的丰富和潜在 MGE 介导的传播。值得注意的是，MPs 类型被发现显着影响 ARGs 的抵抗组和传播风险，聚丙烯是获取和传播 ARGs 的首选底物。这项工作凸显了控制城市地区 MPs 和 ARGs 污染的必要性，并为未来塑料的使用和处置提供了重要指导。对 13 个社会经济和环境因素的整体分析表明，城市化主要促成了河流 MP 中 ARG 的丰富和潜在 MGE 介导的传播。值得注意的是，MPs 类型被发现显着影响 ARGs 的抵抗组和传播风险，聚丙烯是获取和传播 ARGs 的首选底物。这项工作凸显了控制城市地区 MPs 和 ARGs 污染的必要性，并为未来塑料的使用和处置提供了重要指导。
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