研究核心发现 - 研究首次从细胞层面揭示了低浓度抗生素对微生物氮循环的干扰机制，发现其可显著促进温室气体氧化亚氮排放 [1] - 该研究首次从“抗生素—微生物—温室气体”连锁机制的角度，阐明了亚致死浓度抗生素对氮循环的非致死性干扰途径 [3] 研究背景与意义 - 抗生素在土壤、水体和沉积物等环境中普遍存在，低浓度抗生素虽不直接杀灭微生物，却可能改变其代谢方式，进而影响生态系统运行，而这一影响机制长期缺乏清晰认识 [1] - 氮循环是维持生态系统稳定的重要过程，其中由微生物参与的反硝化作用既决定硝酸盐在环境中的去向，也是温室气体氧化亚氮的重要来源 [1] - 阐明抗生素污染如何影响反硝化过程以及氧化亚氮排放，对生态环境保护和气候变化研究具有重要意义 [1] 实验设计与方法 - 研究团队以典型反硝化细菌为对象，模拟环境中常见浓度的四环素类抗生素暴露情况 [3] 具体研究结果 - 即使在不足以杀死细胞的低浓度下，抗生素仍能显著延缓硝酸盐的去除过程，并大幅增加氧化亚氮排放 [3] - 通过酶活测定、细胞生理与转录组学分析，发现抗生素通过抑制蛋白质合成、干扰葡萄糖代谢与电子传递，导致细胞内部氧化还原失衡和活性氧积累 [3] - 上述机制进而优先抑制了还原氧化亚氮的酶活性，造成氧化亚氮积累 [3] 研究影响与建议 - 该研究为科学评估抗生素污染的环境与气候效应提供了新依据 [3] - 研究成果提示，在环境风险评价和全球氧化亚氮排放模型中，应考虑低浓度抗生素的长期生态效应 [3]