抗生素抗性基因的产生和传播是一个严重的全球性公共卫生问题，如何阻控环境中抗生素抗性基因的传播扩散正在引起政府、公众和科学家的广泛关注，已经成为一项新的研究热点和难点。近日，我院生物质炭开发与利用科研小组，以胞外抗生素抗性基因为切入点，从环境界面化学的角度，较系统地研究了生物质炭对水土介质中胞外抗生素抗性基因的迁移和水平基因转移行为的阻控作用及机制，为利用生物质炭技术阻控环境中抗生素抗性基因的传播扩散提供了重要理论依据。相关研究论文“Pyrolysis temperature affects the inhibitory mechanism of biochars on the mobility of extracellular antibiotic resistance genes in saturated porous media”和“Biochar effectively inhibits the horizontal transfer of antibiotic resistance genes via transformation”分别在环境领域著名期刊《Journal of Hazardous Materials》（中科院一区TOP，IF=14.2） 2022年第439和第423期上发表。我院方婧教授为论文第一作者，我院单胜道教授和浙江大学林道辉教授为共同通讯作者。

研究发现生物质炭能显著抑制胞外抗生素抗性基因的水平基因转移能力。低温（300 °C）生物质炭体系诱导质粒缩合反应，降低感受态细菌的细胞膜通透性，从而阻止感受态细菌对质粒的吸收和转化。高温（700 °C）生物质炭颗粒对质粒具有很强的不可逆吸附作用，被生物质炭吸附的质粒几乎不能被感受态细菌所利用而发生水平基因转移。同时，研究进一步发现生物质炭能有效降低胞外抗生素抗性基因在多孔介质中的迁移能力。在迁移过程中，高温（700 °C）生物质炭主要通过增加吸附容量、粘附作用（attachment）和筛滤作用（straining）等机制抑制了胞外抗生素抗性基因的迁移能力。低温（300 °C）生物质炭主要通过诱导羟基自由基的产生，使得开环质粒受到了碎片化损伤而失去活性，从而抑制了胞外抗生素抗性基因的迁移。上述研究成果将为缓解水土介质中抗生素抗性基因的传播扩散提供新的解决思路。