UPLCQToF分析土霉素降解產物推導出其反應類型和降解途徑

　　自1928年發現青霉素以來，各類抗生素相繼問世并被廣泛應用于人類醫療與畜禽水產養殖，大量的抗生素以醫療廢物、污水、養殖廢水、糞便等形式進入環境中，對環境與人類生活均帶來潛在危害，抗生素的環境效應及其去除技術機制，也引起了全球廣泛關注。近年來，常用抗生素尤其是獸用抗生素的環境效應、微生物對抗生素的降解作用效果已經初步明確，但對微生物降解抗生素的途徑機制尚不清楚。

　　在“十三五”國家重點研發計劃“畜禽重大疫病防控與高效安全養殖綜合技術研發”重點專項的支持下，“畜禽養殖廢棄物生物降解與資源轉化調控機制”項目團隊在環境中土霉素降解途徑研究上獲得了新發現。中國農科院農業資源與農業區劃研究所李兆君研究員課題組以畜禽養殖業中常用的四環素類抗生素土霉素為研究對象，研究了不同碳源、金屬離子、土霉素初始濃度、溫度、pH值條件下假單胞菌Pseudomonas T4對土霉素降解的作用，以及抗性基因相對豐度隨培養時間的變化等。研究采用超高液相色譜-四級桿串聯飛行時間質譜對主要的土霉素降解產物進行了定性分析，推導出土霉素在Pseudomonas T4降解過程中存在六種不同的反應類型和七種可能的降解途徑，包括烯醇-酮轉化、羥基化、脫水、脫氨、脫甲基和脫羰基化等。同時也發現三價鐵離子（Fe³⁺）能夠顯著促進T4菌生長，進而提高土霉素的生物降解效果，且在上述降解過程中不會導致相關抗性基因的產生。該研究對于環境中四環素類抗生素的去除等具有重要理論意義和實踐應用價值，相關成果發表在國際環境科學權威期刊Water Research.