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Publication
Distribution of antibiotic resistance genes in soil-plant ecosystem under manure fertilization
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Abstract(s)
The global demand for food production has enhanced the application of animal manure as an organic fertilizer for sustainable soil management practices. However, recent studies have highlighted the problem of the occurrence of veterinary antibiotics in animal manure and the risk of the development of antibiotic resistance in terrestrial and aquatic ecosystems. This study investigates the spread of antibiotic resistance genes (ARGs) in the microbiome of manure, soil, and plant-associated bacteria of cherry radish following the application of three kinds of animal manure (turkey, cow, and pig). A 45-day pot experiment was conducted, involving the sampling of manure-amended soil, rhizospheric bacteria, and endophytic bacteria inhabiting cherry radish roots and leaves. The samples were used to analyze the presence of 16S rRNA genes and 21 ARGs belonging to 7 Antibiotic Resistance Phenotypes (ARPs). Soil samples from the end of the experiment (45 day) were additionally used to check the influence of manure on the functional diversity of the soil microbiome (Biolog Ecoplates) and determine soil dehydrogenase activity.
A procura global pela produção de alimentos aumentou a aplicação de estrume animal como fertilizante orgânico. No entanto, estudos recentes realçaram o problema da ocorrência de antibióticos de uso veterinários no estrume animal, e o risco de desenvolvimento de resistência aos antibióticos em solos e plantas fertilizados. Este estudo investiga a disseminação de genes de resistência a antibióticos (ARGs) no microbioma do estrume no solo e a presença de bactérias associadas a plantas de rabanete cereja após a aplicação de três tipos de esterco animal (peru, vaca e porco). Uma experiência em vaso de 45 dias foi realizada, envolvendo a amostragem de solo corrigido com esterco, bactérias rizosféricas e bactérias endofíticas que habitam raízes e folhas de rabanete cereja. As amostras foram utilizadas para analisar a presença de genes 16S rRNA e 21 ARGs pertencentes a 7 Fenótipos de Resistência a Antibióticos (ARPs). Amostras de solo do final da experiência (45 dias) foram adicionalmente utilizadas para verificar a influência do estrume na diversidade funcional do microbioma do solo (técnica Biolog Ecoplates) e para a determinação da atividade da desidrogenase do solo. Os ARPs mais frequentemente detectados em estercos de vacas e suínos foram tetraciclinas, beta-lactâmicos, sulfonamidas, macrolídeos e fluoroquinolonas. Nenhum desses ARPs foi encontrado em esterco de peru. O solo corrigido com esterco de porco teve o maior número de ARGs detectados, enquanto o solo corrigido com esterco de vaca teve o menor número.
A procura global pela produção de alimentos aumentou a aplicação de estrume animal como fertilizante orgânico. No entanto, estudos recentes realçaram o problema da ocorrência de antibióticos de uso veterinários no estrume animal, e o risco de desenvolvimento de resistência aos antibióticos em solos e plantas fertilizados. Este estudo investiga a disseminação de genes de resistência a antibióticos (ARGs) no microbioma do estrume no solo e a presença de bactérias associadas a plantas de rabanete cereja após a aplicação de três tipos de esterco animal (peru, vaca e porco). Uma experiência em vaso de 45 dias foi realizada, envolvendo a amostragem de solo corrigido com esterco, bactérias rizosféricas e bactérias endofíticas que habitam raízes e folhas de rabanete cereja. As amostras foram utilizadas para analisar a presença de genes 16S rRNA e 21 ARGs pertencentes a 7 Fenótipos de Resistência a Antibióticos (ARPs). Amostras de solo do final da experiência (45 dias) foram adicionalmente utilizadas para verificar a influência do estrume na diversidade funcional do microbioma do solo (técnica Biolog Ecoplates) e para a determinação da atividade da desidrogenase do solo. Os ARPs mais frequentemente detectados em estercos de vacas e suínos foram tetraciclinas, beta-lactâmicos, sulfonamidas, macrolídeos e fluoroquinolonas. Nenhum desses ARPs foi encontrado em esterco de peru. O solo corrigido com esterco de porco teve o maior número de ARGs detectados, enquanto o solo corrigido com esterco de vaca teve o menor número.
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Keywords
Antibiotic Resistance Phenotypes Antibiotic Resistance Genes Animal Manure Biolog Ecoplates Human Health