Химия корней определяет распространение устойчивости к антибиотикам из навоза в растения

Устойчивость к антибиотикам — одна из наиболее острых глобальных проблем здравоохранения. Фермы, использующие навоз в качестве удобрения, стали важными источниками устойчивых бактерий и генов в окружающей среде.

Новое исследование, опубликованное в Agricultural Ecology and Environment, показывает, что химический состав корней сельскохозяйственных культур играет решающую роль в перемещении генов устойчивости к антибиотикам (ARGs) из почвы в растения.

Исследователи из Института агроэкологической защиты Министерства сельского хозяйства и сельских районов Китая обнаружили, что ризосфера — узкая зона почвы вокруг корней растений — является основным «горячим пятном» для накопления ARGs, происходящих из навоза.

На восьми распространённых культурах обилие ARGs в почве ризосферы было в среднем в 1.24 раза выше, чем в основной массе почвы. Однако перенос этих генов в ткани растений сильно различался в зависимости от типа культуры.

Листовые овощи, такие как лук-порей и бобы, накапливали гораздо больше ARGs в своих съедобных частях, чем плодоносящие растения, такие как черри-томат и рис.

У некоторых листовых культур обилие генов множественной лекарственной устойчивости было почти в 10 раз выше, чем у плодовых культур. Это говорит о том, что выбор культуры может влиять на потенциальный риск попадания устойчивости к антибиотикам в пищевую цепь.

Исследование также выявило неожиданный фактор, стоящий за этими различиями. Комбинируя высокопроизводительный генный анализ с нетаргетной метаболомикой, команда идентифицировала липидные метаболиты, выделяемые корнями, как ключевые регуляторы передачи ARGs.

Определённые липиды, включая соединения фосфатидной кислоты и фосфатидилсерина, по-видимому, формируют микробные сообщества в ризосфере и способствуют сохранению генов устойчивости.

Кроме того, исследователи обнаружили, что мобильный генетический элемент cIntI-1(clinic) сильно коррелировал с обилием ARGs как в корнях, так и в съедобных тканях, что указывает на его возможную роль в переносе устойчивости внутри растений.

«Эти результаты показывают, что химический состав корней сельскохозяйственных культур может определять, как устойчивость к антибиотикам перемещается через почву и растения», — сказал автор-корреспондент доктор Фэнся Ян.

Авторы предполагают, что идентификация и управление растительными метаболитами, которые способствуют распространению устойчивости, могут быть эффективной стратегией для ограничения перемещения ARGs из сельскохозяйственных почв в пищевую цепь человека.