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Impacts of multi-year field exposure of agricultural soil to macrolide antibiotics on the abundance of antibiotic resistance genes and selected mobile genetic elements.
Science of the Total Environment ( IF 8.2 ) Pub Date : 2020-04-06 , DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.138520 Calvin Ho-Fung Lau 1 , Yuan-Ching Tien 1 , Robert D Stedtfeld 2 , Edward Topp 3
Science of the Total Environment ( IF 8.2 ) Pub Date : 2020-04-06 , DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.138520 Calvin Ho-Fung Lau 1 , Yuan-Ching Tien 1 , Robert D Stedtfeld 2 , Edward Topp 3
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Exposure of environmental bacteria to antibiotics may be increasing the global resistome. Antibiotic residues are entrained into agricultural soil through the application of animal and human wastes, and irrigation with reclaimed water. The impact of a mixture of three macrolide antibiotics on the abundance of selected genes associated with antibiotic resistance and genetic mobility were determined in a long-term field experiment undertaken in London, Canada. Replicated plots received annual applications of a mixture of erythromycin, clarithromycin and azithromycin every spring since 2010. Each antibiotic was added directly to the soil at a concentration of either 0.1 or 10 mg kg soil-1 and all plots were cropped to soybeans. By means of qPCR, no gene targets were enriched in soil exposed to the 0.1 mg kg soil-1 dose compared to untreated control. In contrast, the relative abundance of several gene targets including int1, sul2 and mphE increased significantly with the annual exposure to the 10 mg kg soil-1 dose. By means of high-throughput qPCR, numerous gene targets associated with resistance to aminoglycosides, sulfonamides, trimethoprim, streptomycin, quaternary ammonium chemicals as well as mobile genetic elements (tnpA, IS26 and IS6100) were detected in soil exposed to 10 mg kg soil-1, but not the lower dose. Overall, exposure of soil to macrolide antibiotics increased the relative abundance of numerous gene targets associated with resistance to macrolides and other antibiotics, and mobile genetic elements. This occurred at an exposure dose that is unrealistically high, but did not occur at the lower more realistic exposure dose.
中文翻译：
农业土壤多年田暴露于大环内酯类抗生素后，对抗生素抗性基因和选定的可移动遗传元件的丰度产生了影响。
环境细菌接触抗生素可能会增加全球抵抗力。通过施用动物和人类废物以及用再生水灌溉，抗生素残留物被带入农业土壤。在加拿大伦敦进行的一项长期田间实验中确定了三种大环内酯类抗生素混合物对与抗生素抗性和基因迁移性相关的所选基因的丰富度的影响。自2010年以来，每年春季，复制的田地每年都使用红霉素，克拉霉素和阿奇霉素的混合物。每种抗生素以0.1或10 mg kg·soil-1的浓度直接添加到土壤中，所有田地都种植了大豆。通过qPCR，与未处理的对照相比，在暴露于0.1 mg kg Soil-1剂量的土壤中没有基因靶点富集。相反，随着每年暴露于10 mg kg的土壤-1剂量，包括int1，sul2和mphE在内的几个基因靶标的相对丰度显着增加。通过高通量qPCR，在暴露于10 mg kg土壤的土壤中，检测到许多与氨基糖苷类，磺酰胺类，甲氧苄啶，链霉素，季铵盐化学物质以及移动遗传元件（tnpA，IS26和IS6100）抗性相关的基因靶标。 1，但不要降低剂量。总体而言，土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加与大环内酯类和其他抗生素以及移动遗传元件的抗性相关的众多基因靶标的相对丰度。这在不切实际的高暴露剂量下发生，但在更低的更现实的暴露剂量下没有发生。每年暴露于10 mg / kg土壤-1剂量下，包括int1，sul2和mphE在内的几个基因靶标的相对丰度显着增加。通过高通量qPCR，在暴露于10 mg kg土壤的土壤中检测到许多与氨基糖苷类，磺酰胺类，甲氧苄啶，链霉素，季铵盐化学物质以及移动遗传元件（tnpA，IS26和IS6100）抗性相关的基因靶标。 1，但不要降低剂量。总体而言，土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加与大环内酯类和其他抗生素以及移动遗传元件的抗性相关的众多基因靶标的相对丰度。这在不切实际的高暴露剂量下发生，但在更低的更现实的暴露剂量下没有发生。每年暴露于10 mg kg的土壤-1剂量下，包括int1，sul2和mphE在内的几个基因靶标的相对丰度显着增加。通过高通量qPCR，在暴露于10 mg kg土壤的土壤中检测到许多与氨基糖苷类，磺酰胺类，甲氧苄啶，链霉素，季铵盐化学物质以及移动遗传元件（tnpA，IS26和IS6100）抗性相关的基因靶标。 1，但不要降低剂量。总体而言，土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加与大环内酯类和其他抗生素以及移动遗传元件的抗性相关的众多基因靶标的相对丰度。这在不切实际的高暴露剂量下发生，但在更低的更现实的暴露剂量下没有发生。sul2和mphE随每年暴露于10 mg / kg土壤-1剂量而显着增加。通过高通量qPCR，在暴露于10 mg kg土壤的土壤中检测到许多与氨基糖苷类，磺酰胺类，甲氧苄啶，链霉素，季铵盐化学物质以及移动遗传元件（tnpA，IS26和IS6100）抗性相关的基因靶标。 1，但不要降低剂量。总体而言，土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加与大环内酯类和其他抗生素以及流动遗传元件的抗性相关的众多基因靶标的相对丰度。这在不切实际的高暴露剂量下发生，但在更低的更现实的暴露剂量下没有发生。sul2和mphE随每年暴露于10 mg / kg土壤-1剂量而显着增加。通过高通量qPCR，在暴露于10 mg kg 1，但不要降低剂量。总体而言，土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加与大环内酯类和其他抗生素以及流动遗传元件的抗性相关的众多基因靶标的相对丰度。这是在不切实际的高暴露剂量下发生的，但在更低的更现实的暴露剂量下却没有发生。在暴露于10 mg / kg土壤-1的土壤中检测到许多与氨基糖苷类，磺酰胺类，甲氧苄啶，链霉素，季铵盐化学物质以及移动遗传元件（tnpA，IS26和IS6100）抗性相关的基因靶标，但未检测到较低剂量的土壤靶标。总体而言，土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加与大环内酯类和其他抗生素以及移动遗传元件的抗性相关的众多基因靶标的相对丰度。这是在不切实际的高暴露剂量下发生的，但在更低的更现实的暴露剂量下却没有发生。在暴露于10 mg / kg土壤-1的土壤中检测到许多与氨基糖苷类，磺酰胺类，甲氧苄啶，链霉素，季铵盐化学物质以及移动遗传元件（tnpA，IS26和IS6100）抗性相关的基因靶标，但未检测到较低剂量的土壤靶标。总体而言，土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加与大环内酯类和其他抗生素以及流动遗传元件的抗性相关的众多基因靶标的相对丰度。这是在不切实际的高暴露剂量下发生的，但在更低的更现实的暴露剂量下却没有发生。将土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加许多与大环内酯类和其他抗生素以及流动遗传元件的抗性相关的基因靶标的相对丰度。这是在不切实际的高暴露剂量下发生的，但在更低的更现实的暴露剂量下却没有发生。将土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加许多与大环内酯类和其他抗生素以及流动遗传元件的抗性相关的基因靶标的相对丰度。这是在不切实际的高暴露剂量下发生的，但在更低的更现实的暴露剂量下却没有发生。
更新日期：2020-04-08
中文翻译：
农业土壤多年田暴露于大环内酯类抗生素后，对抗生素抗性基因和选定的可移动遗传元件的丰度产生了影响。
环境细菌接触抗生素可能会增加全球抵抗力。通过施用动物和人类废物以及用再生水灌溉，抗生素残留物被带入农业土壤。在加拿大伦敦进行的一项长期田间实验中确定了三种大环内酯类抗生素混合物对与抗生素抗性和基因迁移性相关的所选基因的丰富度的影响。自2010年以来，每年春季，复制的田地每年都使用红霉素，克拉霉素和阿奇霉素的混合物。每种抗生素以0.1或10 mg kg·soil-1的浓度直接添加到土壤中，所有田地都种植了大豆。通过qPCR，与未处理的对照相比，在暴露于0.1 mg kg Soil-1剂量的土壤中没有基因靶点富集。相反，随着每年暴露于10 mg kg的土壤-1剂量，包括int1，sul2和mphE在内的几个基因靶标的相对丰度显着增加。通过高通量qPCR，在暴露于10 mg kg土壤的土壤中，检测到许多与氨基糖苷类，磺酰胺类，甲氧苄啶，链霉素，季铵盐化学物质以及移动遗传元件（tnpA，IS26和IS6100）抗性相关的基因靶标。 1，但不要降低剂量。总体而言，土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加与大环内酯类和其他抗生素以及移动遗传元件的抗性相关的众多基因靶标的相对丰度。这在不切实际的高暴露剂量下发生，但在更低的更现实的暴露剂量下没有发生。每年暴露于10 mg / kg土壤-1剂量下，包括int1，sul2和mphE在内的几个基因靶标的相对丰度显着增加。通过高通量qPCR，在暴露于10 mg kg土壤的土壤中检测到许多与氨基糖苷类，磺酰胺类，甲氧苄啶，链霉素，季铵盐化学物质以及移动遗传元件（tnpA，IS26和IS6100）抗性相关的基因靶标。 1，但不要降低剂量。总体而言，土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加与大环内酯类和其他抗生素以及移动遗传元件的抗性相关的众多基因靶标的相对丰度。这在不切实际的高暴露剂量下发生，但在更低的更现实的暴露剂量下没有发生。每年暴露于10 mg kg的土壤-1剂量下，包括int1，sul2和mphE在内的几个基因靶标的相对丰度显着增加。通过高通量qPCR，在暴露于10 mg kg土壤的土壤中检测到许多与氨基糖苷类，磺酰胺类，甲氧苄啶，链霉素，季铵盐化学物质以及移动遗传元件（tnpA，IS26和IS6100）抗性相关的基因靶标。 1，但不要降低剂量。总体而言，土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加与大环内酯类和其他抗生素以及移动遗传元件的抗性相关的众多基因靶标的相对丰度。这在不切实际的高暴露剂量下发生，但在更低的更现实的暴露剂量下没有发生。sul2和mphE随每年暴露于10 mg / kg土壤-1剂量而显着增加。通过高通量qPCR，在暴露于10 mg kg土壤的土壤中检测到许多与氨基糖苷类，磺酰胺类，甲氧苄啶，链霉素，季铵盐化学物质以及移动遗传元件（tnpA，IS26和IS6100）抗性相关的基因靶标。 1，但不要降低剂量。总体而言，土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加与大环内酯类和其他抗生素以及流动遗传元件的抗性相关的众多基因靶标的相对丰度。这在不切实际的高暴露剂量下发生，但在更低的更现实的暴露剂量下没有发生。sul2和mphE随每年暴露于10 mg / kg土壤-1剂量而显着增加。通过高通量qPCR，在暴露于10 mg kg 1，但不要降低剂量。总体而言，土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加与大环内酯类和其他抗生素以及流动遗传元件的抗性相关的众多基因靶标的相对丰度。这是在不切实际的高暴露剂量下发生的，但在更低的更现实的暴露剂量下却没有发生。在暴露于10 mg / kg土壤-1的土壤中检测到许多与氨基糖苷类，磺酰胺类，甲氧苄啶，链霉素，季铵盐化学物质以及移动遗传元件（tnpA，IS26和IS6100）抗性相关的基因靶标，但未检测到较低剂量的土壤靶标。总体而言，土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加与大环内酯类和其他抗生素以及移动遗传元件的抗性相关的众多基因靶标的相对丰度。这是在不切实际的高暴露剂量下发生的，但在更低的更现实的暴露剂量下却没有发生。在暴露于10 mg / kg土壤-1的土壤中检测到许多与氨基糖苷类，磺酰胺类，甲氧苄啶，链霉素，季铵盐化学物质以及移动遗传元件（tnpA，IS26和IS6100）抗性相关的基因靶标，但未检测到较低剂量的土壤靶标。总体而言，土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加与大环内酯类和其他抗生素以及流动遗传元件的抗性相关的众多基因靶标的相对丰度。这是在不切实际的高暴露剂量下发生的，但在更低的更现实的暴露剂量下却没有发生。将土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加许多与大环内酯类和其他抗生素以及流动遗传元件的抗性相关的基因靶标的相对丰度。这是在不切实际的高暴露剂量下发生的，但在更低的更现实的暴露剂量下却没有发生。将土壤暴露于大环内酯类抗生素会增加许多与大环内酯类和其他抗生素以及流动遗传元件的抗性相关的基因靶标的相对丰度。这是在不切实际的高暴露剂量下发生的，但在更低的更现实的暴露剂量下却没有发生。
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