社科在线四川农业大学动物科技学院 白 林
抗生素耐药性已成为威胁全球公共卫生的重大挑战。据估计，每年有上百万人死于耐药菌感染。经过长期科研攻关，我们团队在环境耐药菌研究领域取得重要突破。
我们不仅揭示了耐药菌在特定环境下的“双面生存”机制，更为关键的是，针对畜禽粪污这一耐药基因最重要的“储存库”与传播载体，提出并验证了一种利用“敏感菌”来有效抑制耐药基因传播的创新策略。
相关成果已发表在《Journal of Hazardous Materials》（中科院一区Top期刊，IF=12.2）、《Bioresource Technology》（中科院一区Top期刊，IF=9.7）、《Ecotoxicology and Environmental Safety》（中科院二区Top期刊，IF=6.4）等环境科学与工程领域国际权威期刊上。
长期以来，畜禽粪污被认为是抗生素和耐药菌汇集并向环境扩散的核心枢纽。在粪污处理过程中，高温好氧堆肥是杀灭病原体、降解耐药基因的常用技术。然而，生产实践中一个长期困扰行业的难题是：在堆肥的高温期，耐药基因丰度会大幅下降，但在堆肥后期（降温腐熟阶段），其丰度往往出现剧烈反弹，有时甚至超过初始水平，导致处理效果大打折扣。如何攻克这一反弹难题，是阻断耐药基因通过粪肥进入环境的关键。
针对这一问题，我们团队在四川省重大科技专项计划和国家现代农业产业技术体系四川生猪创新团队建设项目的资助下，进行了系统性研究。我们从一个全新的视角出发：既然大部分耐药菌携带抗性基因，那么能否引入不携带或少携带抗性基因的“敏感菌”，来抢占堆肥体系中的生态位，从而在源头上压缩耐药菌的生存空间？
我们的一项研究为此提供了有力的佐证。在该研究中，我们将一种来自高海拔山区、耐药菌含量极低的腐植土添加到猪粪中进行堆肥，发现其能够奇迹般地控制腐熟后期基质中耐药基因的反弹。
我们随即通过宏基因组分析揭示了隐含的机理。这种腐植土中富含大量不携带抗性基因的“敏感微生物”，它们像一支训练有素的“土著军队”，在堆肥后期的生态空缺中迅速扎根，与残存的耐药菌展开激烈竞争，最终成功阻止了后者的复苏与扩张。这一现象清晰地表明，通过引入“敏感菌”来调节微生态，是控制堆肥耐药基因传播的可行之路。
之后我们对这一机制进行了更深层次的探索。在另一项最新研究中，我们首次系统阐明了甲氧苄啶/磺胺甲噁唑（TMP/SMZ）耐药大肠杆菌的“双面生存策略”。研究发现，在完全没有抗生素的环境中，耐药菌为维持其抗性需要付出巨大的“适应性代价”，表现为生长缓慢、竞争能力弱，很快被敏感菌淘汰。
然而，一旦环境中存在哪怕极低浓度（亚抑制浓度）的抗生素，形势便发生逆转：原本处于优势地位的敏感菌生存能力逐渐下降，而耐药菌却通过一套精密的“代谢重编程”方案——关闭能量消耗大的“嘧啶合成”通路，转而激活应急生存相关的“多胺”和“抗氧化”系统——迅速占据优势，实现“绝地反击”。
这一发现与堆肥中的现象形成了完美呼应：它解释了为何在堆肥后期（相当于低选择压力的环境），耐药菌能够“卷土重来”；同时，它也从反面证明了，如果在此时用“敏感菌”强势占领生态位，就能切断耐药菌的复生之路。
这些研究成果共同揭示了一个核心规律：耐药菌的生存与传播并非一成不变，而是高度依赖于其微生态环境。通过在堆肥等关键环节，策略性地引入具有竞争优势的“敏感菌”来调控微生态，可以有效遏制耐药基因的反弹与扩散。
这一系列发现不仅为理解耐药菌在环境中的行为提供了新理论，更为开发安全、高效的畜禽粪污处理技术指明了新方向：未来的微生物添加剂，或许不应再盲目添加“功能强大”的菌株，而应优先筛选和利用那些对环境友好、能有效与耐药菌竞争生态位的“敏感菌”，从根源上筑起阻断耐药基因传播的生态防线。
作者简介：
白林、四川农业大学动物科技学院教授、博导，国家农业产业技术体系四川生猪创新团队岗位专家。工作期间主持或主研20多项国家及省部级以上科研项目和多项横向课题，在Journal of Hazardous Materials、Bioresource Technology、Ecotoxicology and Environmental Safety、Nature Genetics等学术期刊发表学术论文80多篇，其中SCI论文60多篇，CSCD论文6篇，获授权专利20多项，参编专著3部，副主编教材1部。参加了科技包村、科技下乡和专家大院等畜牧科技服务和技术咨询，被评为2004年四川省科普工作先进个人。主研”规模化猪场清洁生产关键技术研究与集成应用”获得2009年四川省科技进步三等奖；”川东北地区生猪高效健康养殖技术集成与创新” 获得2013年四川省科技进步三等奖；”四川丘陵区沼气工程清洁型现代循环农业技术研发集成与应用”获2014年省科技进步二等奖；”甘孜州藏猪种质特性研究及其创新利用”获2015年省科技进步三等奖；”畜禽养殖废弃物资源化循环利用技术研究集成与应用” 获得2016年四川省科技进步三等奖。主持”生猪安全生产工艺及粪污处理关键技术创新与应用”，获2022年四川省科技进步奖三等奖，参加编写的”图解畜禽标准化规模养殖”系列丛书获2021年 “国家科技进步奖二等奖”。2014年获省级教学成果2等奖。2017年获省级教学成果一等奖1项。指导本科生参加教育部教指委主办的全国大学生动科专业技能大赛获得4次特等奖2次一等奖。
