近日，南京師范大學地理科學學院黃新琦教授關于植物多樣性對農業生態系中抗生素抗性基因影響的研究取得重要進展，研究結果以“Plant Diversity Reduces the Risk of Antibiotic Resistance Genes in Agroecosystems”為題，2025年1月28日在《Advanced Science》（IF = 14.3）發表（https://doi.org/10.1002/advs.202410990）。

抗生素廣泛應用于醫療領域和畜牧生產。然而，抗生素的選擇壓力導致了抗生素耐藥性的產生。現已證實，土壤環境中廣泛存在著抗生素耐藥菌（ARB）和抗生素抗性基因（ARGs）。由于ARGs有可能通過食物鏈發生轉移，農田植物-土壤系統中的ARGs受到廣泛關注。目前，有關ARGs的傳播機制和風險評估方面的研究已取得重要進展，但植物如何影響農業土壤中的ARGs污染仍未得到充分探索。

本研究全面探究了植物種類和多樣性對三種農業土壤中ARGs及可移動遺傳元件（MGEs）的影響。結果表明，植物多樣性的增加使ARGs和MGEs的豐度降低了19.2%-51.2%，而植物種類對ARGs和MGEs豐度的影響因土壤類型而異。攜帶大量ARGs的潛在細菌宿主，其相對豐度高于非宿主，且植物多樣性會降低其豐富度和累積相對豐度。因植物多樣性增加而富集的根系分泌物，在代謝網絡中發揮著更重要的作用，有助于重新平衡潛在宿主和非宿主的競爭優勢。使用純有機物的獨立驗證試驗表明，植物多樣性增加帶來了更高的資源多樣性，降低了大量高風險ARGs的相對豐度和移動性。

本研究揭示了植物多樣性增加所帶來的資源多樣性提升，能大幅降低農業生態系統中的ARGs豐度，為消減土壤ARGs污染提供了全新的見解。與自然生態系統相比，農業生態系統中較低的植物多樣性，是農業土壤中ARGs水平較高的原因之一。具備抗生素抗性的微生物獲得了競爭優勢，導致它們在土壤中的數量增多。植物多樣性的增加通過營養生態位劃分，調節了ARGs潛在宿主與非宿主微生物之間的競爭態勢。植物根系分泌物中因植物多樣性增加而富集的化合物，具有更強的連通性，能夠刺激原本處于弱勢的非宿主細菌生長，從而有效地抑制潛在宿主。總體而言，本研究闡述了資源調節對ARGs污染風險的緩解效果，并表明植物和資源多樣性有望成為控制農業生態系統中ARGs污染的一種重要策略。

2024級環境地理學博士生李舒為第一作者，地科院黃新琦教授為通訊作者，團隊成員周杏博士、劉亮亮副教授、蘇喆碩士共同參與了該研究。該研究工作得到了團隊蔡祖聰教授、張金波教授、趙軍教授和西班牙生態與林業應用研究中心Josep Peñuelas教授的悉心指導，以及國家自然科學基金重大項目（42090065）、聯合基金（U21A20226）和國家重點研發計劃青年科學家項目（2023YFD1902000）的資助，特此致謝！