【Stork-20230215】

ARGs

畜禽废物和处理过的废水中可能存在抗微生物药物耐药性,可扩散到农田

畜禽粪便、奶牛场泻湖废水和处理过的废水是已知的抗生素抗性基因(ARGs)、耐抗生素细菌(ARB)和毒力因子基因(VFGs)的蓄水池,将它们应用于农田可能会对公共卫生构成严重威胁。然而,它们对农田的传播以及对氮循环等重要地球化学途径的影响尚未得到共同研究。在这项研究中,我们进行了鸟枪宏基因组测序和分析,以检测来自美国西海岸集中动物饲养作业(CAFOs)和城市污水处理厂收集的不同牲畜粪便/泻湖和处理废水中微生物群落、ARGs、VFG和N循环基因的多样性和组成。基于InvSimpson的多变量分析显示,不同微生物组的细菌类群多样性指数差异不显著(P = 0.05),但猪粪与其他微生物组源的ARG机制存在差异。对比抗性组谱分析显示,微生物组样品中的ARGs属于4个核心抗性类别:氨基糖苷类(40-55 %)、四环素类(30-45 %)、β -内酰胺类(20-35 %)、大环内酯类(18-30 %)和>50 %,24个微生物组所含的VFG分别与脆弱拟杆菌(Bacteroidetes fragilis)和产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)两种细菌有亲缘关系。基于Spearman相关的网络分析显示,转运蛋白基因和调节基因、外排泵和参与多粘菌素耐药基因、氨基糖苷类、β -内酰胺类和大环内酯类基因与VFGs和厚壁菌门、候选菌门、放线菌门和拟杆菌门等细菌类群之间存在共现模式。代谢重建宏基因组组装基因组(MAGs)分析显示,最常见的耐药机制与碳青霉烯耐药、多药耐药(MDR)和外排泵有关。拟杆菌是参与奶牛场泻湖废水中异相硝酸盐还原(DNRA)的主要类群。这项研究表明,来自这些来源的废物的传播会增加ARG、ARB和VFG向农业土地的传播,对土壤和人类健康产生负面影响。

highlight

  • 不同菌群的细菌多样性差异不显著。

  • 不同微生物组的ARGs和VFG差异显著。

  • 氨基糖苷类、四环素类、β -内酰胺类和大环内酯类为主要ARGs。

  • 耐药机制与碳青霉烯类、耐多药和外排泵有关。

  • 拟杆菌涉及乳品泻湖废水中的脱氧核糖核酸。

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