Genes de resistência a sulfonamida em solos tratados com resíduos da produção animal em sistema orgânico de produção

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5433/1679-0359.2021v42n3Supl1p2031

Palavras-chave:

Resíduos animais, Resistência a antimicrobianos, Esterco bovino, Esterco de galinha.

Resumo

Resíduos animais são amplamente utilizados em sistemas de produção orgânicos. No entanto, esses resíduos podem incrementar determinantes antimicrobianos no solo. Nesta perspectiva, este estudo foi desenvolvido para avaliar a presença de genes de resistência à sulfonamida em solos do sistema de produção orgânico que receberam resíduos de animais como fertilizante orgânico. Amostras de solo foram coletadas de quatro propriedades com diferentes formas de manejo para aumentar a fertilidade do solo. Três utilizaram resíduos animais do sistema convencional; uma utilizou resíduos vegetais como cobertura do solo, além de uma reserva legal. Foi realizada a extração do DNA total do solo, seguida da amplificação dos genes que codificam resistência sulfonamida (sul1 e sul2) pela técnica de PCR (Polymerase Chain Reaction). Os genes sul1 e sul2 foram detectados apenas nos solos tratados com dejetos de animais. Não foram detectados nos solos da reserva legal e das propriedades que utilizavam resíduos vegetais como cobertura do solo. Esses resultados indicam que o uso de resíduos animais como fertilizante agrícola pode incrementar genes de resistência aos antimicrobianos no solo e que o processo de compostagem pode não ser suficiente para eliminá-los. Essas informações reiteram a necessidade de implementar padrões que estabeleçam parâmetros de qualidade para os resíduos animais, levando em conta a resistência aos antimicrobianos, bem como o desenvolvimento de estratégias de manejo que reduzam o risco de disseminação da resistência aos antimicrobianos quando esses resíduos são aplicados no solo.

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Biografia do Autor

Camila Costa de Oliveira, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

M.e em Ciências Agronômicas do Solo, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, UFRRJ, Seropédica, RJ, Brasil.

Danielli Monsores Bertholoto, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Discente do Curso de Doutorado do Programa de Pós-Graduação em Ciência Tecnologia e Inovação na Agricultura, UFRRJ, Seropédica, RJ, Brasil.

Elisamara Caldeira do Nascimento, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Ph.D. Dra em Agronomia em Ciências do Solo, UFRRJ, Seropédica, RJ, Brasil.

Everaldo Zonta, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Prof. Dr., Departamento de Lavouras, Instituto de Agronomia, UFRRJ, Seropédica, RJ, Brasil.

Shana de Mattos de Oliveira Coelho, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Profa Dra, Departamento de Microbiologia e Imunologia Veterinária, Instituto de Veterinária, UFRRJ, Seropédica, RJ, Brasil.

Miliane Moreira Soares de Souza, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Profa Dra, Departamento de Microbiologia e Imunologia Veterinária, Instituto de Veterinária, UFRRJ, Seropédica, RJ, Brasil.

Paulo Regis Bandeira Melo, Instituto Federal Sudeste de Minas Gerais

Prof. Dr., Instituto Federal Sudeste de Minas Gerais, IFSUDESTEMG, Rio Pomba, MG, Brasil.

Irene da Silva Coelho, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Profa Dra, Departamento de Microbiologia e Imunologia Veterinária, Instituto de Veterinária, UFRRJ, Seropédica, RJ, Brasil.

Referências

Amann, R. I., Ludwig, W., & Schleifer, K. H. (1995). Phylogenetic identification and in situ detection of individual microbial cells without cultivation. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 59(1), 143-169. doi: 10.1128/mmbr.59.1.143-169.1995

Barbosa, M. P., F., Silva, O. F.(1994). Aspectos agro-econômicos da calagem e da adubação nas culturas de arroz e feijão irrigados. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 29(11), 657-1667.

Blum, L. E. B., Amarante, C. V. T., Güttler, G., Macedo, A. F., Kothe, D. M., Simmler, A. O., Prado, G. & Guimarães, L. S. (2006). Produção de moranga e pepino em solo com incorporação de cama aviária e casca de pinus. Horticultura Brasileira, 21(4), 627-631. doi: 10.1590/S0102-05362003000400010

Cadena, M., Durso, L. M., Miller, D. N., Waldrip, H. M., Castleberry, B. L., Drijber, R. A., & Wortmann, C. (2018). Tetracyclineand sulfonamide antibiotic resistance genes in soils from Nebraska organic farming operations. Frontieres in Microbiology, 9, 1283. doi: 10.3389/fmicb.2018.01283

Caires, E. F., Kusman, M. T., Barth, G., Garbuio, F. J., & Padilha, J. M. (2004). Alterações químicas do solo e resposta do milho à calagem e aplicação de gesso. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 28(1), 125-136. doi: 10.1590/S0100-06832004000100013

Donagema, G. K., Campos, D. V. B., Calderano, S. B., Teixeira, W. G., & Viana, J. H. M. (2011). Manual de métodos de análises de solos (2a ed. rev.). (EMBRAPA Solos, Documentos, 132). Rio de Janeiro: EMBRAPA Solos.

Faucon, M., Houben, D., & Lambers, H. (2017). Plant functional traits: soil and ecosystem services. Trends Plant Science, 22(5), 385-394. doi: 10.1016/j.tplants.2017.01.005

Heuer, H., & Smalla, K. (2007). Manure and sulfadiazine synergistically increased bacterial antibiotic resistance in soil over at least two months. Environmental Microbiology, 9(3), 657-666. doi: 10.1111/j. 1462-2920.2006.01185.x

Kane, D. J., Sarafian, T. A., Anton, R., Hahn, H., Gralla, E. B., Valentine, J. S., & Bredesen, D. E. (1993). Bcl-2 inhibition of neural death: decreased generation of reactive oxygen species. Science, 262(5137), 1274-1277. doi: 10.1126/science.8235659

Kim, K. R., Owens, G., Kwon, S. I., So, K. H., Lee, D. B., & Ok, Y. S. (2011). Occurrence and environmental fate of veterinary antibiotics in the terrestrial environment. Water, Air, & Soil Pollution, 214(1-4), 163-174. doi: 10.1007/s11270-010-0412-2

Instrução Normativa nº 64, de 18 de dezembro de 2008. Aprova o regulamento técnico para os sistemas orgânicos de produção animal e vegetal. Recuperado de http://www.gov.br/agricultura/pt-br/assuntos/ vigilancia-agropecuaria/ivegetal/bebidas-arquivos/in-no-64-de-18-de-dezembro-de-2008.pdf/view

Lei 10.831, de 23 de dezembro de 2003. Dispõe sobre a agricultura orgânica e dá outras providências. Recuperado de http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/Leis/2003/L10.831.htm

Lin, H., Sun, W., Zhang, Z., Chapman, S. J., Freitag, T. E., Fu, J., Zhang, X., & Ma, J. (2016). Effects of manure and mineral fertilization strategies on soil antibiotic resistance gene levels and microbial community in a paddy-upland rotation system. Environmental Pollution, 211, 332-337. doi: 10.1016/j. envpol.2016.01.007

Lin, H., Zhang, J., Chen, H., Wang, J., Sun, W., Zhang, X., & Ma, J. (2017). Effect of temperature on sulfonamide antibiotics degradation, and on antibiotic resistance determinants and hosts in animal manures. Science of the Total Environment, 607, 725-732. doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.07.057

Maccari, A. P., Segat, J. C., Testa, M., Maluche-Baretta, C. R. D., & Baretta, D. (2020). The effect of composted and non-composted poultry litter on survival and reproduction of folsomia candida. International Jornal of Recycling of Organic West in Agriculture, 9(1), 99-105. doi: 10.30486/ IJROWA.2020.1885804.1012

Orrico, M. A. P. Jr., Orrico, A. C. A., & Lucas, J., Jr. (2009). Compostagem da fração sólida da água residuária de suinocultura. Engenharia Agrícola, 29(3), 483491. doi: 10.1590/S0100-69162009000300 015

Pei, R., Kim, S. C., Carlson, K. H., & Pruden, A. (2006). Effect of river landscape on the sediment concentrations of antibiotics and corresponding antibiotic resistance genes (ARG). Water Research, 40(12), 2427-2435. doi: 10.1016/j.watres.2006.04.017

Pimenta, R. L. (2018). Avaliação da resistência antimicrobiana e da virulência em cepas bacterianas isoladas de aves em estabelecimentos de corte e postura no estado do Rio de Janeiro. Tese de doutorado, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, Brasil.

Qian, X., Sun, W., Gu, J., Wang, X. J., Sun, J. J., Yin, Y. N., & Duan, M. L. (2016). Variable effects of oxytetracycline on antibiotic resistance gene abundance and the bacterial community during aerobic composting of cow manure. Journal of Hazardous Materials, 315, 61-69. doi: 10.1016/j.jhazmat.2016. 05.002

Ramos, D. P., Castro, A. F., & Camargo, M. N. (1973). Levantamento detalhado de solos da área da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 8, 1-27.

Reginato, J. B., & Leal, R. M. P. (2010). Comportamento e impacto ambiental de antibióticos usados na produção animal brasileira. Revista Brasileira de Ciência de Solo, 34(3), 601-616. doi: 10.1590/S0100-06832010000300002

Serafim, V. J., & Ruiz, L. G. P. (2018). Genes bacterianos de resistência no meio ambiente. Revista Científica, 1(1), 1-10. Recuperado de http://189.112.117.16/index.php/revista-cientifica/article/view/103

Sköld, O. (2000). Sulfonamide resistance: mechanisms and trends. Drug Resistance Updates, 3(3), 155-160. doi: 10.1054/drup.2000.0146

Suzuki, M. T., & Giovannoni, S. J. (1996). Bias caused by template annealing in the amplification of mixtures of 16S rRNA genes by PCR. Applied and Environmental Microbiology, 62(2), 625-30. doi: 10. 1128/AEM.62.2.625-630.1996

Thomas, P. Boeckel V., Brower, C., Gilbert, M., Bryan, T., Grenfell, S. A., Levin, Timothy, P. R., Teillant, A., & Laxminarayan, R. (2015). Global trends in antimicrobial use in food animals. Proceedings of the National Academy of Sciences, 112 (18), 5649-5654. doi: 10.1073/pnas.1503141112

Wichmann, F., Udikovic-Kolic, N., Andrew, S., & Handelsman, J. (2014). Diverse antibiotic resistance genes in dairy cow manure. MBio, 5(2), e01017-13. doi: 10.1128/mBio.01017-13

Wright, G. D. (2007). The antibiotic resistome: the nexus of chemical and genetic diversity. Nature Reviews Microbiology, 5(3), 175. doi: 10.1038/nrmicro1614

Xie, W. Y., Shen, Q., & Zhao, F. J. (2018). Antibiotics and antibiotic resistance from animalmanures to soil: a review. European Journal of Soil Science, 69(1), 181-195. doi: 10.1111/ejss.12494

Zhu, Y., Johnson, T., Su, J., Qiao, M., Guo, G., Stedtfeld, R., Tiedje, J. M. (2013). Diverse and abundant antibiotic resistance genes in Chinese swine farms. Proceedings of the National Academy of Sciences, 110(9), 3435-3440. doi: 10.1073/pnas.1222743110

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Publicado

2021-04-22

Como Citar

Oliveira, C. C. de, Bertholoto, D. M., Nascimento, E. C. do, Zonta, E., Coelho, S. de M. de O., Souza, M. M. S. de, … Coelho, I. da S. (2021). Genes de resistência a sulfonamida em solos tratados com resíduos da produção animal em sistema orgânico de produção. Semina: Ciências Agrárias, 42(3Supl1), 2031–2040. https://doi.org/10.5433/1679-0359.2021v42n3Supl1p2031

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