［本站讯］4月22日，山东大学海洋学院、微生物改造技术全国重点实验室穆大帅教授团队联合北京大学吴林蔚研究员团队、美国俄克拉荷马大学Jizhong Zhou院士团队等多家单位，在国际顶尖学术期刊Nature发表题为“Decade-Long Warming Accelerates Antibiotic Resistance in Grassland Soils”的研究成果。该研究通过长达十年的野外实验与大规模微生物分离培养，揭示了气候变暖如何通过生态选择与进化耦合机制，显著加剧土壤环境中的抗生素抗性基因（ARGs）扩散，为从“One Health”视角评估气候变化带来的公共健康风险提供了关键科学依据。

土壤是抗生素抗性基因的巨大天然储库，其中抗性基因可通过水平基因转移扩散至植物病原菌乃至人类病原菌中，威胁全球公共卫生安全。尽管气候变暖已被公认为影响微生物群落结构与功能的重要驱动因素，但其对土壤抗性组的长期影响及内在机制长期缺乏系统性实证研究。

图1 长时间增温促进土壤耐药基因丰度

针对这一科学问题，研究团队基于在美国俄克拉荷马州建立的野外长期增温实验平台（2009-2020年土壤样品），结合宏基因组测序、功能基因芯片及大规模微生物纯培养与表型验证等技术手段，研究发现十年增温显著提升土壤抗性基因丰度：长期（+3°C）实验增温使土壤中抗生素抗性基因总丰度平均提高23.9%，尤其是糖肽类和利福霉素类抗性基因显著富集；通过大规模细菌菌株分离培养和耐药性分析，发现增温条件下的菌株表现出显著增强的多重抗生素耐药性。

图2 表型分析证实长期增温提高细菌菌株耐药性

进一步机制解析发现，增温通过氮同化等代谢过程筛选出具有热耐受优势的放线菌群。ARGs在基因组上与耐热基因、氮同化基因具有高度保守的物理邻近性。这种物理关联使得ARGs能够在气候变暖引发的正向选择压力下，通过“遗传搭车（Genetic Hitchhiking）”效应在微生物群落中快速扩散。本研究首次系统阐明了气候变暖如何通过生态选择与进化耦合的双重作用，驱动土壤抗性组的增强。

图3 增温促进土壤微生物耐药性机制的概念图

穆大帅教授为本文的共同第一作者，其团队承担了关键的表型验证工作，参与了土壤样品微生物大规模分离培养、抗性表型测定及机制解析等实验环节。吴林蔚研究员、Jizhong Zhou院士为共同通讯作者。山东大学海洋学院安璟、硕士研究生王亚男、博士后卢德臣、海洋研究院教授屠奇超等共同参与该项研究。美国密西根州立大学James M. Tiedje在写作中给出指导性意见。研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。