Новое исследование китайских ученых, опубликованное в журнале Agricultural Ecology and Environment, показывает, что химический состав корней сельскохозяйственных культур играет решающую роль в том, как гены устойчивости к антибиотикам (antibiotic resistance genes, ARG) перемещаются из почвы в растения.
Исследователи из Института агроэкологической защиты Министерства сельского хозяйства и развития сельских районов КНР установили, что ризосфера — узкая почвенная зона, окружающая корни растений — является основным местом накопления ARG, полученных из навоза.
У восьми распространённых культур содержание ARG в ризосферной почве в среднем было в 1,24 раза выше, чем в основной почве. Однако перенос этих генов в растительные ткани значительно различался в зависимости от типа культуры.
Листовые овощи, такие как лук-резанец и конские бобы, накапливают в своих съедобных частях гораздо больше ARG, чем томаты черри и рис. У некоторых листовых культур обилие генов множественной лекарственной устойчивости было почти в 10 раз выше, чем у плодовых культур, что позволяет предположить, что выращиваемые фермерами культуры могут влиять на потенциальный риск проникновения устойчивости к антибиотикам в пищевую цепь.
Исследование также выявило неожиданный фактор, лежащий в основе этих различий. Объединив высокопроизводительный генный анализ с нецелевой метаболомикой, группа определила липидные метаболиты корневого происхождения как ключевые регуляторы передачи ARG.
Определенные 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, называемый cIntI-1(clinic), тесно коррелирует с обилием ARG как в корнях, так и в съедобных тканях, что указывает на то, что он может способствовать передаче устойчивости внутри растений.
Метаболиты ризосферы определяют специфическое распределение генов устойчивости к антибиотикам, полученных из навоза. Авторы: Бинцзюнь Хань, Хань Сюй, Шичжоу Шэнь, Цисинь Ву, Кэцян Чжан, Юнчжэнь Дин и Фэнся Ян.
«Эти результаты показывают, что химия корней сельскохозяйственных культур может определять, как устойчивость к антибиотикам распространяется через почву и растения. Понимание этих процессов может помочь в выборе культур и методах обработки почвы для снижения рисков возникновения резистентности в сельском хозяйстве», — отмечает соавтор исследования доктор Фэнся Ян.
Авторы предполагают, что выявление и управление растительными метаболитами, способствующими распространению резистентности, может стать эффективной стратегией по ограничению перемещения ARG из сельскохозяйственных почв в пищевую цепочку человека.
Источник: Shenyang Agricultural University.
