Dairy manure, glyphosate, and antimicrobials (copper, streptomycin, and triazole) modulated the composition of antimicrobial resistance at the gene and microbial levels in a processing tomato field.
Microbiol Spectr · 2026 · 14:e0200325 · PMID 41841743 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 비발암 건강영향 > 장내미생물 · 식물 · 식이
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집약적인 살충제 사용은 농업에서 항균제 내성(AMR)을 유발하지만, 특정 관행의 영향은 여전히 불분명하다. 본 연구는 분변 및 농화학물질(글리포세이트, 구리, 스트렙토마이신, 프로피코나졸)이 배양 가능한 AMR 박테리아(CARB), AMR 유전자(ARGs; n = 87), 그리고 처리 토마토 밭의 미생물총(n = 64 실험구)에 미치는 영향을 평가하였다. 글리포세이트 처리된 구획은 CARB 수준이 가장 낮았으나, 토마토 잎에서 ARG의 유병률이 가장 높았다 (특히 tetA, tetB, OXA-50, 및 OXA-58; P < 0.05). 분변 처리 구획은 토양과 토마토 잎 모두에서 CARB와 ARG 수준이 가장 높았다 (특히 ACT-1, LAT, MIR, aadA1, 및 aphA6). 다수의 ARG(IMP-12, ACT-1, DHA, MIR, MOX, OXA-58, OXA-60, ermB, oprj, 및 oprm)의 유병률은 스트렙토마이신 또는 프로피코나졸 처리 구획에서 비처리 구획보다 낮았다. 토양과 잎 미생물총의 변화는 아미노글리코사이드계, 플루오로퀴놀론계, 그리고 베타-락타메이스 관련 유전자의 ARG 구성 변화와 상관관계를 보였다. 이러한 발견은 분변, 글리포세이트, 및 프로피코나졸이 토마토 밭의 미생물총과 ARG 환경을 현저하게 변화시키며, 살균제 및 제초제 적용이 농업 생태계에서 기존 항생제와 유사하게 AMR 발생 및 확산에 기여할 수 있음을 시사한다. 중요성 식물 농업 관행은 농부들이 작물의 수확량과 품질을 보장하기 위해 흔히 사용되지만, 이는 또한 항균제 내성(AMR) 병원체의 출현 및 확산과 관련이 있다. AMR은 식품 안전성, 안보, 지속 가능성에 영향을 미칠 수 있으므로 식물 농업에서 중요한 우려 사항이다. 이 문제를 해결하기 위해서는 농업 관행이 AMR에 미치는 영향을 이해하는 것이 중요하다. 본 연구는 생물학적 개량제(분변)와 살충제(글리포세이트, 구리, 스트렙토마이신, 및 프로피코나졸)가 적용된 토마토 밭의 AMR 부담을 현저하게 악화시켰음을 입증하였으며, 이는 과일의 식품 안전성 위험을 증가시킬 수 있다. 본 연구 결과는 농부, 정책 입안자, 소비자들에게 인식을 제고하고, 식물 농업에서 항균제 사용에 대한 책임감 있고 신중한 사용을 장려하며, 현재 및 미래의 AMR 문제를 완화하기 위한 지속 가능한 관행 개발을 우선시할 것이다.ORIGINAL ABSTRACT
Intensive pesticide use drives antimicrobial resistance (AMR) in agriculture, yet the effects of specific practices remain poorly understood. This study evaluated the impact of dairy manure and agrochemicals (glyphosate, copper, streptomycin, and propiconazole) on the composition of culturable AMR bacteria (CARB), AMR genes (ARGs; n = 87), and the microbiome in a processing tomato field (n = 64 experimental plots). Glyphosate-treated plots harbored the lowest levels of CARB, but the highest prevalence of ARGs (especially tetA, tetB, OXA-50, and OXA-58) in the tomato leaves (P < 0.05). Manure-treated plots had the highest levels of CARB and ARGs in the soil and in tomato leaves (especially ACT-1, LAT, MIR, aadA1, and aphA6). The prevalence of multiple ARGs (IMP-12, ACT-1, DHA, MIR, MOX, OXA-58, OXA-60, ermB, oprj, and oprm) was lower in streptomycin- or propiconazole-treated plots compared to non-treated plots. Shifts in the soil and leaf microbiome correlated with changes in ARG composition, particularly aminoglycoside-, fluoroquinolone-, and beta-lactamase-associated genes. These findings show that dairy manure, glyphosate, and propiconazole significantly alter the tomato field microbiome and ARG landscape, indicating that fungicide and herbicide applications may contribute to AMR development and dissemination similar to conventional antibacterial agents in agricultural ecosystems.IMPORTANCEPlant agricultural practices are commonly used by farmers to assure the yield and quality of crops; however, they are also associated with the emergence and dissemination of antimicrobial-resistant (AMR) pathogens. AMR is a critical concern in plant agriculture, as it can affect food safety, security, and sustainability. To combat this issue, it is critical to understand the impact of agricultural practices on AMR. Our study demonstrated that biological amendment (dairy manure) and pesticides (glyphosate, copper, streptomycin, and propiconazole) significantly exacerbated the AMR burden in the applied tomato field, which could increase the food safety risk of the fruit. Findings from this study will raise awareness among farmers, policymakers, and consumers, promote responsible and judicious use of antimicrobial agents in plant agriculture, and prioritize the development of sustainable practices to mitigate current and future AMR challenges.| 저자 | Deblais, L.; Derippe, G.; Horvat, M.; Ranjit, S.; Moulia, V.; Jimenez Madrid, A. M.; Kauffman, M.; Rotondo, F.; Ivey, M. L. L.; Miller, S. A.; Rajashekara, G. |
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| 저널 | Microbiology spectrum |
| 권·호·쪽 | 14(4), e0200325 |
| PMID | 41841743 |
| DOI | 10.3389/fpubh.2017.00316 |
| MeSH | Manure; Glyphosate; Triazoles; Bacteria; Solanum lycopersicum; Glycine; Copper; Animals; Streptomycin; Drug Resistance, Bacterial; Soil Microbiology; Anti-Infective Agents; Anti-Bacterial Agents; Microbiota |