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摘 要

四环素类抗生素是目前使用最为广泛的抗生素之一，通过抑制细菌蛋白质的合成来抑制多种细菌的生长。在畜牧业中，四环素类抗生素常用作饲料添加剂达到促进生长的功效。抗生素在使用时少部分被机体吸收，大部分以原型药的形式进入环境。抗生素的滥用，导致耐药基因的广泛传播，造成环境污染。抗生素的生物降解不仅高效、易于操作，而且不会造成二次污染。本实验从受强力霉素抗生素污染的土壤中筛选出能够高效降解强力霉素的菌株，利用高效液相色谱法从温度、接种量、底物抗生素浓度三个方面研究该菌株的生长及降解情况，推测该菌株作用的最佳条件。

分析实验数据后发现温度、菌株接种量对降解过程有较大影响，适当增加降解菌株接种量，能提高降解效率。底物抗生素的加入量对降解过程也有一定影响，在一定范围内增加底物抗生素浓度，抗生素的降解率更高。实验中发现，在28℃，接种菌株量50 μL/L,初始强力霉素浓度75 mg/L时，实验中筛选出的Q2菌株对强力霉素的降解效果最理想。

关键词：抗生素 强力霉素 降解菌

ABSTRACT

Tetracyclines are one of the most widely used antibiotics and inhibit the growth of many bacteria by inhibiting the synthesis of bacterial proteins. In animal husbandry, tetracycline antibiotics are often used as feed additives to promote growth. When the antibiotics are used, they are absorbed by the body, and most of them enter the environment in the form of prototype drugs. The abuse of antibiotics has led to the widespread spread of drug resistance and environmental pollution. The biodegradation of antibiotics is not only efficient and easy to operate, but also does not cause secondary pollution. In this experiment, a strain capable of efficiently degrading doxycycline was selected from the soil contaminated by doxycycline antibiotics, and the growth and degradation of the strain were investigated using high performance liquid chromatography in terms of temperature, inoculation amount, and substrate antibiotic concentration. The best conditions for the action of this strain are assumed.

After analyzing the experimental data, it was found that the temperature and strain inoculation had a great influence on the degradation process, and increasing the inoculum amount of the degrading strain appropriately could increase the degradation efficiency. The amount of antibiotic added to the substrate also has some influence on the degradation process. The concentration of substrate antibiotics is increased within a certain range, and the degradation rate of antibiotics is higher. It was found that the strain Q2 selected by the experiment had the best degradation effect on doxycycline when the inoculum strain was 50 μL/L and the initial doxycycline concentration was 75 mg/L at 28°C.

KEYWORDS: Antibiotics Doxycycline Degrading bacteria

目录

第一章 绪论 1

1.1抗生素的使用现状 1

1.1.1抗生素的应用 1

1.1.2不合理使用抗生素造成的危害 1

1.2 四环素类抗生素的简介及其应用 2

1.2.1四环素类抗生素简介 2

1.2.2四环素类抗生素的化学结构 2

1.2.3四环素类抗生素的作用机制 3

1.2.4四环素类抗生素的应用 3

1.3强力霉素的简介及不良反应 4

1.3.1强力霉素的简介及临床应用 4

1.3.2强力霉素的毒性 4

1.3.3强力霉素的剂型研究 5

1.4四环素类抗生素的不良反应 5

1.5抗生素的降解 5

1.5.1抗生素对环境的污染 5

1.5.3抗生素的降解 6

1.6研究目的及过程 7

第二章 材料与方法 7

2.1实验材料 7

2.1.1土壤样品 7

2.1.2试剂 7

2.1.3仪器与器材 8

2.1.4主要培养基 9

2.2实验方法 9

2.2.1强力霉素降解菌的筛选 9

2.2.2培养温度对强力霉素降解菌降解性能的影响 10

2.2.3强力霉素浓度对强力霉素降解菌降解性能的影响 10

2.2.4菌株接种量对强力霉素降解菌降解性能的影响 10

2.3强力霉素残留浓度的检测方法 10

2.3.1标准曲线的绘制 11

2.3.2降解性能测定 11

2.3.3数据分析方法 11

第三章 结果与讨论 11

3.1强力霉素降解菌株的筛选结果 11

3.1.1降解菌株的生长及单菌落分离 11

3.1.2目标菌株的扩大培养 12

3.2高效液相色谱仪的测定结果 12

3.2.1标准曲线的绘制 12

3.2.2温度对降解性能的影响 13

3.2.3抗生素浓度对降解性能的影响 14

3.2.4降解菌接种量对降解过程的影响 15

3.3讨论 16

第四章 结论与展望 17

4.1结论 17

4.2展望 17

参考文献 18

致谢 20

第一章 绪论

1.1抗生素的使用现状

1.1.1抗生素的应用

在适宜的浓度范围下，选择性对不同的病原微生物具有不同程度抑制作用的抗生素（Antibiotics），其来源一方面是微生物的某些代谢产物，另一方面是对已知结构的抗生素进行人工改造得到的。在治疗由细菌感染所引起的疾病时，主要抑制病原微生物的生长，某些抗生素还具有一定的抗肿瘤作用，在肿瘤治疗方面起到了一定作用^[1]。抗生素药物在微生物的生长繁殖过程中，经常会干扰这个过程中的某个环节，从而达到抑制或杀灭的目的。不同的抗生素作用部位、途径不同，因此在使用时要有选择。抗生素发挥作用主要是通过影响以下过程的进行：细菌细胞壁的形成；干扰蛋白质的合成；细菌核酸的合成；细胞膜的通透性。据统计，在我国抗生素在医院中的使用率在三成左右^[2]，这其中并不包括使用抗生素更为普遍的乡镇等基层医院。在畜牧业和水产养殖方面，抗生素也具有一定的生长促进作用和防病作用。此外，抗生素根据作用机体的不同，又分为临床用抗生素和兽用抗生素。

1.1.2不合理使用抗生素造成的危害

抗生素在得到了广泛应用的同时，也带了了一些我们不得忽视且愈发严重的问题。首先带来的就是不合理使用问题，抗生素品种繁多，抗菌谱具有一定程度的重叠，不同抗生素的作用机制不同。同类抗生素对病原的抑制或杀灭能力的强弱也不同，除此之外抗生素根据作用时长还有长效短效之分。对个人来说，不合理的使用抗生素会影响患者体内正常菌群的生长，严重的会使机体过早产生耐药性。对企业来说，耗费人力财力研制出的新型抗生素在不合理的使用下过早的出现了耐药菌株，导致新型抗生素不得不提前“退役”，带来损失。对社会来说，不合理的使用抗生素会造成耐药细菌的出现及广泛传播。目前，抗生素滥用现象日益严重。在我国，出生于上个世纪60-70年代的人，由于整个社会四环素的广泛使用甚至滥用，孩童们广泛出现了“四环素牙”，这种现象直到70年代末才被广泛注视起来。是药三分毒，许多药物包括抗生素在服用后都会出现一些不同程度的毒副反应。许多抗生素长期服用会对肝脏造成一定程度的损伤，甚至出现积蓄性毒素^[3]。有研究发现，不合理的使用抗生素会造成孩童不可逆的耳聋^[4]。

抗生素在畜牧业的使用主要是以原型药的形式掺杂在动物饲料或者动物的饮水中去，达到促进动物生长发育和防病害的目的，四环素类的使用量最多。这样的滥用，干扰了机体内菌落的分布，会使动物体内产生耐药性，大量的抗生素累积在动物的淋巴、肝脏、肾等器官处，最后以原型药或降解产物的形式排放到环境中，降解产物往往比原型药的活性低，毒性强^[5]，给环境带来极大压力。

1.2 四环素类抗生素的简介及其应用

1.2.1四环素类抗生素简介

四环素类抗生素对大多数致病微生物都有一定程度的抑制作用，主要包括四环素、土霉素、金霉素、强力霉素、及某些半合成抗生素。四环素类抗生素是由放线菌产生，抗生素发挥作用时受机体PH影响较大，在酸性和碱性条件下均不稳定，基本结构为并四苯四环骨架，具有十二氢化并四苯基本结构。

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