抗生素對雌二醇降解菌JX-2降解性能的影響

劉靜嫻，劉　娟，孫敏霞，高彥征，李舜堯，凌婉婷（南京農業大學土壤有機污染控制與修復研究所，南京 210095）

抗生素對雌二醇降解菌JX-2降解性能的影響

劉靜嫻，劉娟，孫敏霞，高彥征，李舜堯，凌婉婷*
（南京農業大學土壤有機污染控制與修復研究所，南京 210095）

為了解抗生素對雌二醇（E2）降解菌JX-2降解性能的影響，通過藥敏試驗研究了12種常用抗生素對菌株JX-2的最小抑菌濃度（MIC）；采用雌二醇-抗生素聯合培養，研究了不同濃度抗生素作用下菌株生物量及降解性能，探討了混合抗生素分別對純培養條件下和污水中菌株JX-2降解E2的影響。結果表明，菌株JX-2對青霉素和紅霉素的最小抑菌濃度很低，對氯霉素、土霉素和磺胺嘧啶的耐藥性相對較高，對其他抗生素的耐藥性介于兩者之間。低濃度抗生素（＜MIC）對菌株的生長和降解性能影響不大，而高濃度抗生素（＞MIC）則會明顯抑制菌株生長并降低其降解性能。隨著時間延長，低濃度抗生素對JX-2降解E2的抑制作用減弱，而高濃度抗生素的抑制作用減弱不明顯。當各抗生素濃度為10.0、100.0 μg·L-1和1.0 mg·L-1時，混合抗生素對純培養條件下菌株JX-2降解E2并無影響，而當各抗生素濃度增大到10.0 mg·L-1時，混合抗生素顯著抑制了菌株對E2的降解，7 d時E2降解率為48.2%。當各抗生素濃度為10.0、100.0 μg·L-1和1.0 mg·L-1時，菌株JX-2對污水中E2具有良好的降解效果，E2降解率達80%以上。

抗生素；雌二醇降解菌；降解；最小抑菌濃度；污水

劉靜嫻，劉娟，孫敏霞，等.抗生素對雌二醇降解菌JX-2降解性能的影響［J］.農業環境科學學報，2016，35（8）：1488-1492.

LIU Jing-xian，LIU Juan，SUN Min-xia，et al.Effects of antibiotics on the estradiol degradation by strain JX-2［J］.Journal of Agro-Environment Science，2016，35（8）：1488-1492.

當前，環境雌激素污染問題備受各國政府和學者關注，被喻為嚴重威脅人類生命安全的一個定時炸彈［1］。其中，生活污水和養殖業畜禽糞便是環境雌激素的重要來源。大量排放到環境中的雌激素已經嚴重威脅人類和動物的安全與健康。利用功能降解菌有望高效去除雌激素，國內外學者已分離獲得了多株雌激素降解菌［2-5］，這些降解菌具有較好的雌激素降解效果，從而為去除環境中的雌激素提供了一個很好的思路。

環境中抗生素往往與雌激素共存。目前在土壤、地表水及地下水中均能檢測到抗生素［6］?？股氐奈廴緺顩r、環境行為、生態效應等是近年來環境領域的研究熱點之一。環境中抗生素能自然產生，這屬于微生物自然防御機制，其環境本底值非常低，而目前環境中大量抗生素主要來自于工業生產的醫用抗生素和獸用抗生素。大量未失活的抗生素通過醫院的污水、使用者糞便、畜禽與水產養殖所產生的廢棄物等排入環境，嚴重威脅人群健康和環境微生物的生態安全［7］。環境中的殘留抗生素已被證實可直接影響微生物的生物量［8-9］、群落結構［10-11］、活性等［12］，并誘導產生抗性基因［13-14］。

抗菌性是抗生素的本質屬性?？股乜蓪Υ萍に亟到饩@類環境有益菌產生生態效應，進而影響降解菌對環境中雌激素的降解性能。然而，有關抗生素影響微生物降解與轉化雌激素的文獻報道還很少。Chun等［15］報道，粘土中的抗生素顯著降低了土壤微生物的脫氫酶活性，影響雌二醇（Estradiol，E2）向雌酮（Estrone，E1）的轉化。本課題組前期篩選到一株E2降解菌Rhodococcus sp.JX-2，有望實現環境中E2的高效去除；但共存抗生素的影響是制約功能菌降解效率的一個關鍵因素。

本文選用12種常見抗生素，研究了抗生素對菌株JX-2毒性和降解性能的影響，以期為利用功能菌去除實際污染環境中雌激素提供理論依據。

1　材料與方法

1.1試驗材料

供試菌：菌株為實驗室篩選分離得到的降解菌Rhodococcus sp.JX-2。

菌懸液的制備：將菌落接種于LB液體培養基中，30℃、150 r·min-1搖床培養15 h，8000 r·min-1離心10 min，倒掉上清液，用無機鹽培養基（MSM）或無菌水洗滌菌體，再次離心5 min，倒去上清液。重復洗滌1次后，利用MSM或無菌水重新懸浮菌體，利用分光光度計調整菌體濃度到OD600=1。

抗生素：青霉素（Penicillin，P；G鈉鹽，純度98%），四環素（Tetracycline，TC；鹽酸四環素，純度98%），紅霉素（Erythromycin，EM；純度98%），慶大霉素（Gen tamycin，GM；硫酸慶大霉素，純度98%），鏈霉素（Strep tomycin，SM；硫酸鏈霉素，純度98%），氨芐青霉素（Ampicillin，AMP；氨芐青霉素鈉鹽，純度98%），氯霉素（Chloramphenicol，C；純度99%），卡那霉素（Kanamycin，KM；硫酸卡那霉素，純度98%），土霉素（Oxytetracycline，OTC；鹽酸土霉素，純度99%），羧芐青霉素（Carbenicillin，CAR；羧芐青霉素二鈉鹽，純度98%），金霉素（Chlortetracycline，CTC；鹽酸金霉素，純度98%），磺胺嘧啶（Sulfadiazine，SDZ；純度98%）。

抗生素母液配置：紅霉素、氯霉素配制成濃度為5120 μg·mL-1的乙醇溶液，其余抗生素為5120 μg· mL-1的水溶液，即為抗生素母液；實驗前均用無菌水稀釋成濃度為1280 μg·mL-1的溶液備用。

雌二醇（純度≥98%）購自Sigma-Aldrich公司。其基本性質如下：分子量272.38 g·mol-1，純水中溶解度5.4～13.3 mg·L-1，辛醇-水分配系數（lgKow）為3.8～4.0，蒸發壓3×10-8kPa［16］。

1.2培養基組成

MH肉湯（g·L-1）：牛肉粉 2.0，酸水解酪蛋白17.5，可溶性淀粉1.5，pH（7.3±0.1）。

無機鹽培養基（g·L-1）：（NH4）2SO41.50、K2HPO4· 3H2O 1.91、KH2PO40.50、NaCl 0.50、MgSO4·7H2O 0.20，微量元素溶液2 mL，自然pH值。其中微量元素溶液成分（g·L-1）：CoCl2·6H2O 0.1，MnCl2·4H2O 0.425，ZnCl20.05，NiCl2·6H2O 0.01，CuSO4·5H2O 0.015，Na2MoO4· 2H2O 0.01，Na2SeO4·2H2O 0.01。

E2降解培養基（MSM-E2培養基）：1000 mg·L-1的E2丙酮溶液過0.22 μm濾膜除菌，取一定量置于滅菌三角瓶中，待丙酮完全揮發完后，加入滅菌的MSM培養基，使E2的最終濃度達到實驗設計濃度。

1.3試驗方法

1.3.1最小抑菌濃度

菌株對抗生素的最小抑菌濃度（Minimuminhibitory concentration，MIC）：指在體外培養細菌18～24 h后能抑制培養基內細菌生長的最低藥物濃度［17］。根據美國臨床和實驗室標準協會（NCCLS）關于抗菌藥物敏感性試驗操作標準，采用MH肉湯稀釋法測定菌株JX-2的最小抑菌濃度。取無菌小試管12支排于試管架上，于第1管加入MH肉湯1.6 mL，第2～12管各加1.0 mL。于第1管中加入稀釋好的1280 μg·mL-1的抗生素0.4 mL，混勻后取1.0 mL至第2管，第2管混勻后取1.0 mL至第3管，如此連續倍比稀釋至第11管，并從第11管中吸取1.0 mL棄去，第12管為不含藥物的生長對照。此時各管抗生素濃度依次為256、128、64、32、16、8、4、2、1、0.5、0.25 μg·mL-1。然后將菌懸液濃度校正至0.5麥氏比濁標準，并在每管內加入校正好濃度的菌液各1.0 mL。第1管至第11管抗生素終濃度分別為128、64、32、16、8、4、2、1、0.5、0.25、0.125 μg·mL-1。

1.3.2抗生素對菌株生物量及降解性能的影響

根據試驗測得菌株JX-2的最小抑菌濃度，設置抗生素的濃度。分為兩個濃度梯度：低濃度抗生素（濃度低于MIC），菌株生長不受抑制；高濃度抗生素（濃度高于MIC），菌株生長受到抑制。在E2含量為30 mg·L-1的MSM-E2培養基中，分別加入相應濃度的低濃度抗生素和高濃度抗生素。再按5%（體積比）的接種量向20 mL培養基中加入菌懸液，30℃、150 r·min-1搖床培養，同時設置時間梯度，分別在第1、3、5、7 d取樣，測定培養基中殘留E2濃度，并對細菌進行平板計數測定其生長。試驗設置不加任何抗生素的對照（CK）。

1.3.3混合抗生素對純培養條件下菌株JX-2降解E2的影響

在E2含量為30 mg·L-1的MSM-E2培養基中，加入混合抗生素，使混合抗生素中每一種抗生素的濃度均達到試驗要求濃度，每種抗生素濃度設置4個梯度，分別為10.0、100.0 μg·L-1和1.0、10.0 mg·L-1。再按5%（體積比）的接種量向20 mL培養基中加入菌懸液，30℃、150 r·min-1搖床培養，同時設置時間梯度，分別在第1、3、5、7 d取樣，測定培養基中殘留E2濃度，計算E2降解率。試驗設置不添加抗生素的對照（CK）。

1.3.4混合抗生素對污水中菌株JX-2降解E2的影響

污水樣品采自南京某污染湖泊生活污水排污口，實驗前測定污水中E2含量。1 L污水中按照5%（體積比）接種JX-2菌懸液50 mL，另一組污水樣品中添加等體積無菌水取代菌懸液。同時在污水中添加混合抗生素，使每一種抗生素的濃度分別為10.0、100.0 μg·L-1和1.0、10.0 mg·L-1。30℃、150 r·min-1搖床培養7 d后測定污水中E2濃度。試驗設置不添加抗生素的對照（CK）。

1.4培養液和污水中E2的分析方法

1.4.1培養液中E2含量的測定

E2濃度測定采用定時整瓶提取培養基的方法［18］。向培養液中加入等體積色譜純甲醇，超聲振蕩30 min后過0.22 μm濾膜，用高效液相色譜儀（High performance liquid chromatography，HPLC）測定E2濃度。HPLC（島津LC-20AT）設定參數為：Inertsil ODS-SPC18反相色譜柱（150 mm×4.6 mm，5 μm），流動相為乙腈∶水=70∶30（V/V），流速1.00 mL·min-1，柱溫40℃，紫外檢測波長280 nm，進樣量20 μL。通過加標回收試驗測得此方法E2的加標回收率為95.84%，相對標準偏差RSD為1.91%（n=5）。

1.4.2污水中E2的分析方法

利用HPLC檢測污水中E2含量參考付銀杰等［19］和李欣等［20］文獻。污水樣品以約5mL·min-1流速通過已分別用5 mL甲醇和5 mL超純水活化的C18固相萃取柱（200mg/6mL）。5mL超純水淋洗柱體并抽吸3min后，用15 mL甲醇洗脫，洗脫液收集至試管中。氮氣吹干后，加入甲醇2 mL溶解，過0.22 μm濾膜，HPLC-熒光檢測器（Fluorescence detection，FLD）分析。設定參數為：Inertsil ODS-SP-C18反相色譜柱（150 mm× 4.6 mm，5 μm），激發波長和發射波長分別為280 nm 和310nm，流動相為甲醇∶乙腈∶水=20∶30∶50（V/V），流速0.8mL·min-1，柱溫40℃，進樣量20μL。通過加標回收試驗測得此方法E2的加標回收率為88.34%～93.85%，RSD為1.97%～2.28%（n=5），檢出限為0.186μg·L-1。

1.5數據分析

所有圖表中的數據均采用3次重復的平均值±標準偏差來表示。采用SPSS 19.0統計分析軟件在95%的置信區間下進行差異顯著性分析。

式中：E2剩余濃度指用HPLC測得培養基中經過菌株JX-2降解后的E2實際剩余濃度；E2初始濃度指用HPLC測得空白對照組的實際E2濃度。

式中：C0指CK的E2降解率；Ci指添加抗生素后E2降解率。

2　結果與分析

2.1最小抑菌濃度（MIC）

菌株JX-2對青霉素和紅霉素的MIC很低，其中青霉素在試驗的最低濃度0.125 μg·mL-1時菌株也不可生長，紅霉素濃度在0.25 μg·mL-1（含）以上時菌株不可生長；JX-2對氯霉素、土霉素和磺胺嘧啶的耐藥性相對較高；對于其他抗生素的耐藥性介于兩者之間。菌株JX-2對12種抗生素的MIC見表1。

根據試驗結果設置低濃度抗生素（＜MIC）：青霉素0.05 μg·mL-1，四環素0.5 μg·mL-1，紅霉素0.05 μg·mL-1，慶大霉素0.125 μg·mL-1，鏈霉素0.25 μg· mL-1，氨芐青霉素0.125 μg·mL-1，氯霉素2.0 μg·mL-1，卡那霉素0.5 μg·mL-1，土霉素4.0 μg·mL-1，羧芐青霉素0.5 μg·mL-1，金霉素0.5 μg·mL-1，磺胺嘧啶2.0 μg·mL-1。

高濃度抗生素（＞MIC）：青霉素0.25 μg·mL-1，四環素4.0 μg·mL-1，紅霉素0.5 μg·mL-1，慶大霉素1.0 μg·mL-1，鏈霉素2.0 μg·mL-1，氨芐青霉素1.0 μg·mL-1，氯霉素16.0 μg·mL-1，卡那霉素4.0 μg·mL-1，土霉素32.0 μg·mL-1，羧芐青霉素4.0 μg·mL-1，金霉素4.0 μg·mL-1，磺胺嘧啶16.0 μg·mL-1。

2.2抗生素對菌株JX-2生物量的影響

低濃度抗生素（＜MIC）對菌株JX-2降解E2時生物量的影響如圖1所示。隨著培養時間延長，CK和添加低濃度抗生素的菌株生物量均增加。在低濃度抗生素的作用下，除GM、TC、KM和CTC外，7 d時菌株JX-2的生長情況與CK差異不顯著。這說明，大部分低濃度抗生素對菌株的生長沒有顯著影響，只有少部分低濃度抗生素（如GM、TC、KM和CTC）對JX-2的生長有一定抑制作用，但抑制作用不強烈。

高濃度抗生素（＞MIC）對菌株JX-2降解E2時生物量的影響見圖2。與CK相比，高濃度的抗生素明顯抑制菌株JX-2的生長。但從圖2中可看出，即使是添加了濃度高于MIC值的抗生素，菌株JX-2的生長也并不是完全被抑制。隨著培養時間延長，菌株JX-2的生物量從3.6～4.0 lgCFU·mL-1增長至5.0～5.6 lgCFU·mL-1，增長較為明顯。

2.3抗生素對菌株JX-2降解E2的影響

低濃度抗生素（＜MIC）對菌株JX-2降解E2的影響如圖3所示。培養7 d時，CK處理的E2降解率高達91.5%，表明在沒有抗生素存在的條件下菌株JX-2的降解活性良好；當降解體系中加入低濃度抗生素后，培養1 d和3 d時低濃度抗生素導致菌株降解E2的降解率顯著下降。這可能是因為菌株剛被接種到培養基中，對抗生素環境尚沒有產生適應性。但7 d時，菌株已基本適應低濃度抗生素脅迫，其E2降解率相比于1 d和3 d時明顯上升，達到76%～89%。其中，低濃度GM、CAR、AMP和OTC作用下JX-2對E2的降解率與CK無顯著性差異。

高濃度抗生素（＞MIC）對菌株JX-2降解E2的影響見圖4。在1、3、5、7 d內，高濃度抗生素均導致菌株對E2的降解率顯著低于CK，7 d時E2的降解率僅為20%～35%。隨著降解時間延長，JX-2對E2降解率從1d時的不到10%提高至7d時的20%～35%，說明菌株JX-2在高濃度抗生素環境中仍具有一定生長和降解能力，但其活性已受到了一定抑制。

表1　菌株JX-2對12種抗生素的最小抑菌濃度Table 1 The minimum inhibitory concentration for strain JX-2 tested with 12 kinds of antibiotics

圖1　低濃度抗生素（＜MIC）對菌株JX-2生物量的影響Figure 1 Effects antibiotics at low concentrations on the cell growth of strain JX-2

圖2　高濃度抗生素（＞MIC）對菌株JX-2生物量的影響Figure 2 Effects antibiotics at high concentrations on the cell growth of strain JX-2

圖3　低濃度抗生素（＜MIC）對菌株JX-2降解E2的影響Figure 3 Effects of antibiotics at low concentrations on E2 degradation by strain JX-2

圖4　高濃度抗生素（＞MIC）對菌株JX-2降解E2的影響Figure 4 Effects of antibiotics at high concentrations on E2 degradation by strain JX-2

根據圖3和圖4的結果計算了不同濃度抗生素對菌株JX-2降解E2的抑制率（表2）。隨著降解時間延長，低濃度抗生素對JX-2降解E2的抑制作用減弱，其抑制率由1 d時的31.10%～60.13%下降至7 d時的3.37%～16.96%。當環境抗生素濃度低于MIC值時，菌株JX-2對E2的降解作用基本不受影響，其7 d降解率可達76%以上，抑制率17%以下。而高濃度抗生素對JX-2降解E2的抑制作用減弱不明顯，其抑制率由1 d時的82.25%～93.88%下降至7 d時的63.55%～76.37%。當環境抗生素濃度高于MIC值時，菌株JX-2對E2的降解能力受到一定程度的抑制。但是在高濃度抗生素作用下，菌株JX-2對E2仍具有20%～35%的降解率，再結合圖2高濃度抗生素對菌株JX-2降解E2生物量的影響，可說明此時菌株JX-2并沒有被完全殺死。這是因為當抗生素濃度高于MIC值后，在短時間內對受試菌的生長產生了抑制，但并不是完全殺死受試菌；只有當抗生素濃度大于等于最小殺菌濃度（Minimum bactericidal concentration，MBC）時，才能殺死99.9%以上的受試菌。

2.4混合抗生素對純培養條件下菌株JX-2降解E2的影響

進一步研究了12種抗生素的混合體系對菌株JX-2降解E2的影響（圖5）。當各抗生素濃度為10.0、100.0 μg·L-1和1.0 mg·L-1時，混合抗生素對菌株JX-2的降解并無影響，7 d時E2降解率均可達到90%以上，與CK處理的降解率無顯著差異；但當抗生素濃度增大到10.0 mg·L-1時，混合抗生素明顯抑制了JX-2 對E2的降解，7 d時E2降解率僅48.2%。從時間梯度看，隨著培養時間延長，4個抗生素濃度下菌株對E2的降解率均增大。這說明該濃度的混合抗生素沒有完全抑制菌株JX-2的活性。

2.5混合抗生素對污水中菌株JX-2降解E2的影響

表2　不同濃度抗生素對菌株JX-2降解E2的抑制率Table 2 Inhibition rate of antibiotics at different concentrations on E2 degradation by strain JX-2

圖5　混合抗生素對純培養條件下菌株JX-2降解E2的影響Figure 5 Effect of mixed antibiotics on E2 degradation in aqueous solution by strain JX-2

圖6　混合抗生素對污水中菌株JX-2降解E2的影響Figure 6 Effect of mixed antibiotics on E2 degradation in sewage by strain JX-2

污水樣品中的抗生素環境本底值與人為添加量相比非常低［21］，且試驗設置了CK作為對照，因此可忽略污水中原有的抗生素含量。圖6為7 d時不同濃度混合抗生素對污水中菌株JX-2降解E2的影響。用HPLC-FLD測得污水樣品中E2的平均含量為78.26 ng·L-1。在不同濃度抗生素作用下，即使不接種菌株JX-2，其E2含量仍有所下降，但降解率只有6.2%～19.1%。接種菌株JX-2后，當抗生素濃度為10.0、100.0 μg·L-1和1.0 mg·L-1時，菌株JX-2對污水中E2具有良好的降解效果，降解率均達80%以上，與CK降解率無顯著性差異，遠高于不接種JX-2處理的降解率。而當抗生素濃度為10.0 mg·L-1時，菌株JX-2對E2的降解率略有下降，為68.9%，但仍明顯高于不接種JX-2處理的降解率。

3　討論

利用降解菌高效降解雌激素已在實驗室純培養條件下取得初步成功，但環境中抗生素往往與雌激素共存，抗生素的影響是制約降解菌降解效率的一個關鍵因素，而目前關于抗生素對降解菌降解雌激素影響的研究報道還很少。水體中抗生素實際濃度一般為痕量殘留［7］。本文結果表明，環境中實際濃度水平下抗生素對降解菌JX-2的降解率沒有顯著影響，菌株JX-2在抗生素作用下仍能發揮高效降解性能。這為應用菌株JX-2時如何規避抗生素風險、并高效去除環境中E2的實際應用提供了基礎依據。

添加了高濃度抗生素后，菌株的生長和降解受到一定抑制。但隨著培養時間的延長，菌株生物量和降解率都有所增加，這說明培養基中的抗生素對菌株的抑制作用在減弱，可能是因為抗生素在各類環境介質中會自然降解，但其降解機理與降解速率隨抗生素的種類及環境條件的不同而有所差異。大環內酯類、內酰胺類和磺胺類抗生素易溶于水并水解［22］，四環素類抗生素易光解［23］，部分抗生素如喹乙醇、甲硝唑、泰樂菌素和土霉素在水體中也會被生物降解［24］。在搖床培養過程中，隨著抗生素濃度的自然衰減，其藥性將會有一定程度的減弱。培養7 d時，不同濃度的抗生素對菌株JX-2的抑制強度相對于1、3、5 d同比降低，這與抗生素自身的緩慢降解以及菌株JX-2對抗生素脅迫產生一定的適應性有關。

抗生素能否影響菌株JX-2在環境介質中的高效降解性能，取決于抗生素在環境中的實際濃度與對應MIC值的大小關系。本實驗設計的抗生素濃度系列包含了環境中抗生素的實際濃度，同時設置了高濃度組作為對照。葉計朋等［25］分析了珠江流域水體中典型抗生素的環境含量，指出珠江廣州河段（枯季）和深圳河抗生素污染嚴重，最高含量可達1.34 μg·L-1；Zhang等［21］研究發現，在抗生素污染嚴重的珠江流域中，濃度最高的抗生素是阿莫西林，達到3384 ng·L-1。大量文獻數據顯示［21，26-29］，不同抗生素在不同環境介質中的濃度不同：水體殘留濃度為ng·L-1級到μg·L-1級；土壤殘留濃度一般為μg·kg-1級；糞便農用的土壤可達到mg·kg-1級?？股胤N類、用量和環境條件等都會影響環境介質中抗生素的殘留量。一般來說，環境介質中的殘留抗生素濃度小于菌株JX-2對各抗生素的MIC值。理論上，環境中的抗生素不會完全抑制菌株JX-2對E2的降解活性。

將含有E2的生活污水作為培養基，并添加一定濃度的混合抗生素，模擬自然條件下的降解環境，揭示不同濃度抗生素對E2降解菌降解性能的影響，這在已有文獻中還鮮見報道。Xuan等［30］證明了在粉砂壤土中微生物直接參與降解E2，并研究了抗生素在粉砂壤土中對E2降解動力學的影響，發現在濃度為40 μmol·kg-1的磺胺二甲氧嘧啶共存下，E2降解速率常數從0.750 d-1下降到0.492 d-1。本研究結果表明，抗生素對環境中E2降解菌的降解活性產生了明顯的抑制作用，而菌株JX-2在混合抗生素濃度高達10.0 mg·L-1的污水中對E2的降解率仍有68.9%，具有較強的抗抗生素脅迫能力。在混合抗生素對污水中菌株降解E2的影響結果中，不接種菌株JX-2時E2降解率為6.2%～19.1%，這是因為環境中E2可自然降解或被生物降解，但降解效率不高。研究表明，環境中的E2可在生物或非生物作用下轉化為E1，其在淡水沉積物中的半衰期為5～10 d［31］，在20℃河水中半衰期可達9 d［32］。在添加了不同濃度的抗生素后，隨著抗生素濃度的提高，不接種菌株JX-2的污水中E2降解率逐漸下降。這可能是因為抗生素抑制了污水中土著微生物的降解活性，降低了E2降解率。而接種了降解菌JX-2，即使添加高于環境濃度100～1000倍的混合抗生素，菌株JX-2仍具有良好的降解性能，降解率均能達到80%以上。這說明菌株JX-2在環境中的正常生理功能不易受到各類抗生素的抑制，其有望直接應用于我國各類環境介質中E2的去除，具有應用前景。

4　結論

（1）菌株JX-2對青霉素和紅霉素的MIC很低，對氯霉素、土霉素和磺胺嘧啶的耐藥性相對較高，對其他抗生素的耐藥性介于兩者之間。

（2）低濃度抗生素（＜MIC）對菌株JX-2的生長和降解性能影響不大；而高濃度抗生素（＞MIC）則會明顯抑制菌株生長并降低其對E2的降解性能。隨著降解時間延長，低濃度抗生素對菌株JX-2降解E2的抑制作用減弱。

（3）當各抗生素濃度為10.0、100.0 μg·L-1和1.0 mg·L-1時，混合抗生素對菌株JX-2的降解并無影響，而當各抗生素濃度增大到10.0 mg·L-1時，混合抗生素抑制了菌株JX-2對E2的降解，7 d時E2降解率僅為48.2%。

（4）當各抗生素濃度為10.0、100.0 μg·L-1和1.0 mg·L-1時，菌株JX-2對污水中E2具有良好的降解效果（降解率＞80%）。而當各抗生素濃度為10.0mg·L-1時，菌株JX-2對E2的降解率下降（為68.9%）。

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Effects of antibiotics on the estradiol degradation by strain JX-2

LIU Jing-xian，LIU Juan，SUN Min-xia，GAO Yan-zheng，LI Shun-yao，LING Wan-ting*
（Institute of Organic Contaminant Control and Soil Remediation，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China）

The aim of this work was to investigate the effects of antibiotics on the estradiol（E2）degradation by an estradiol-degrading bacterium Rhodococcus sp.JX-2.The minimum inhibitory concentration（MIC）of 12 kinds of antibiotics to strain JX-2 was measured by the drug sensitive test.The influence of antibiotics at different concentrations on cell growth and E2-degradation performance by JX-2 was studied using an E2-antibiotics co-cultivation method.The impacts of mixed antibiotics at different concentrations and processing time on E2 degradation in both aqueous solution and sewage were elucidated.Strain JX-2 was observed to be extremely sensitive to penicillin and erythromycin.The drug resistance of strain JX-2 tochloramphenicol，oxytetracycline and sulfadiazine versus other antibiotics was relatively stronger.No significant influence was observed on the growth and E2-degradation performance of strain JX-2 under the stress of antibiotics at low concentrations，but high antibiotic concentrations obviously inhibited the strain JX-2 growth and reduced its E2-degradation performance.Extending the incubation time weakened the inhibitory effects of antibiotics at low concentrations on E2 degradation，while no such effects were observed for antibiotics at the high concentrations.The mixed antibiotics did not significantly influence the E2 degradation by strain JX-2 in aqueous solution when the antibiotics concentrations were 10.0 μg·L-1，100.0 μg·L-1and 1.0 mg·L-1，respectively.However，the mixed antibiotics significantly inhibited the E2 degradation when the antibiotics concentration increased to 10.0 mg·L-1，and the E2 degradation rate was only 48.2%in 7 days.Strain JX-2 performed well on E2 degradation in sewage when the antibiotics concentrations were 10.0 μg·L-1，100.0 μg·L-1and 1.0 mg·L-1，and the degradation rates were higher than 80%.

antibiotics；estradiol-degrading bacterium；degradation；minimum inhibitory concentration；sewage

X171.5

A

1672-2043（2016）08-1488-10

10.11654/jaes.2016-0620

2016-05-05

國家自然科學基金項目（51278252）；江蘇省環保科研課題（2015023）；江蘇省重點研發計劃（社會發展）項目（BE2015682）

劉靜嫻（1990—），女，浙江臨安人，碩士研究生，從事環境污染控制與生物修復研究。E-mail：2014103034@njau.edu.cn

凌婉婷E-mail：lingwanting@njau.edu.cn