Avaliação de elementos genéticos de resistência a antibióticos em solo irrigado com efluente tratado de suinocultura.

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dc.contributor.advisorSilva, Silvana de Queirozpt_BR
dc.contributor.authorCaetano, Gerusa Leite
dc.contributor.refereeSilva, Silvana de Queirozpt_BR
dc.contributor.refereeKozovits, Alessandra Rodriguespt_BR
dc.contributor.refereeMachado, Elayne Cristinapt_BR
dc.date.accessioned2022-03-18T11:37:55Z
dc.date.available2022-03-18T11:37:55Z
dc.date.issued2021pt_BR
dc.descriptionPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Núcleo de Pesquisas e Pós-Graduação em Recursos Hídricos, Universidade Federal de Ouro Preto.pt_BR
dc.description.abstractO efluente oriundo do confinamento de suínos é fonte potencial de genes de resistência a antibióticos(GRAs), que podem ser disseminados no ambiente por meio das práticas de destinação final do efluente tratado, como a aplicação em solos, prática muito comum na suinocultura. Para investigar essa hipótese, uma granja de suinocultura que concede seu efluente tratado para irrigação de milho, foi escolhida para monitoramento de GRAs, e de parâmetros físico-químicos, além do isolamento de bactérias resistentes a norfloxacina (BRN). Foram investigados a ocorrência e abundância dos genes de resistência à beta-lactâmicos (blaTEM), macrolídeos (ermB), quinolonas (qnrB), tetraciclinas(tetA) e sulfonamidas(sul1), além do elemento genético móvel integrase classe 1 (intI1) e do gene que estima bactérias totais (RNAr 16S), em amostras do efluente tratado (ET), do solo fertirrigado (S1), do solo sem histórico de fertirrigação direta (S2) e de um açude (A), ambos localizados à jusante da área fertirrigada. Adicionalmente, realizou-se a quantificação de carbono orgânico total (COT), nitrogênio total (NT) e pH em todas as amostras estudadas. Foram realizadas de quatro a cinco campanhas amostrais, com a coleta de 1 L efluente tratado, cinco amostras de 250 g de cada solo (S1 e S2), além de 2L de água do açude. A quantificação dos genes, foi realizada por qPCR com os primers correspondentes a cada gene. Foram realizados testes estatísticos para verificar a normalidade dos dados e comparar as amostras. A concentração média do COT e NT no efluente tratado foi de 713,2 mg/L e 2.434,5 mg/L, respectivamente. Conforme esperado, a concentração desses elementos foi maior no solo fertirrigado em comparação ao não fertirrigado (p<0,05). A concentração de NT foi de 0,3 g/kg e 0,12 g/kg, respectivamente em S1 e S2, enquanto a concentração de COT foi de 28,6 e ,17,8 respectivamente. S1 também teve o pH levemente menor que S2(6,3 ± 0,3 e 8,0± 0,5, p<0,05, respectivamente). Já no açude, o teor médio de COT foi de 13,6 ± 8,5 mg/L e de NT, foi de 3,0± 0,7 mg/L. Todos os genes investigados (ermB, tetA, sul1, int1, qnrB, blaTEM) e o elemento genético móvel int1 foram detectados em todas as campanhas amostrais de S1, S2, A e ET. Todavia, o gene qnrB esteve abaixo do limite de detecção do método analítico em ambos os solos em algumas campanhas amostrais. A abundância absoluta de GRAsreferente à média de todas as coletasfoi de aproximadamente 10,5 log10 no S1, 9,6 log10no S2, efluente tratado de 6,62 log10 e do açude 3,62 log10. O gene sul1 foi o mais abundante entre as amostras, com exceção das amostras do açude, em que prevaleceram maior abundância do gene blaTEM. A abundância relativa variou de -0,90 a 2,23 log10 no efluente tratado,-3,22 a 0,69 nas amostras de água do açude, -3,32 a 0,47 log10 no S1 e de -4,06 a -0,43 log10 cópias/16S rRNA no S2. Comparativamente, o gene sul1 e tetA foram estatisticamente mais abundantes em S1 do que em S2, em todas as coletas, enquanto para outros genes, as variações nos resultados entre coletas não permitem uma conclusão clara. Similarmente ao observado para os genes sul1 e tetA, valores maiores de bactérias resistentes a norfloxacina no solo fertirrigado em relação ao solo S2 foram observados(aumento de 4x, p<0,05). Assim, os resultados obtidos neste trabalho sugerem um efeito direto da fertirrigação do solo no aumento dealguns GRAs e de BRN. Contudo, um aspecto positivo observado está na tendência de diminuiçãodo total de GRAs na amostra do açude à jusante à área fertirrigada, sugerindo um decaimento natural de GRA no ambiente. No entanto, mais estudos são necessários para possibilitar uma melhor compreensão do impacto da fertirrigação na disseminação de elementos de resistência a antibióticos em solo e outras matrizes ambientais, bem como no potencial de transferência desses GRAs à microbiota ambiental.pt_BR
dc.description.abstractenThe effluent from the confinement of swine is a potential source of antibiotic resistance genes (ARGs), which can be disseminated in the environment through the practices of final disposal of the treated effluent, such as application in soils, a very common practice in swine farming. To investigate this hypothesis, a swine farm that uses its treated effluent for corn irrigation was chosen to monitor ARGs and physicochemical parameters, in addition to the isolation of norfloxacinresistant bacteria (NRB). The occurrence and abundance of resistance genes to beta-lactams (blaTEM), macrolides (ermB), quinolones (qnrB), tetracyclines (tetA) and sulfonamides (sul1), in addition to the mobile genetic element integrase class 1 (intI1) and of the gene that estimates total bacteria (16S rRNA), in samples of treated effluent (ET), fertigated soil (S1), soil with no history of direct fertigation (S2) and a weir (A), both located downstream of the fertigated area. Additionally, the quantification of total organic carbon (TOC), total nitrogen (TN) and pH was performed in all samples studied. Four to five sampling campaigns were carried out, with the collection of 1 L of treated effluent, five samples of 250 g of each soil (S1 and S2), in addition to 2L of water from the weir. The quantification of genes was performed by qPCR with primers corresponding to each gene. Statistical tests were performed to verify the normality of the data and to compare the samples. The average concentration of TOC and TN in the treated effluent was 713.2 mg/L and 2,434.5 mg/L, respectively. As expected, the concentration of these elements was higher in the fertigated soil compared to the non-fertigated soil (p<0.05). TN concentration was 0.3 g/kg and 0.12 g/kg, respectively in S1 and S2, while TOC concentration was 28.6 and 17.8 respectively. S1 also had a slightly lower pH than S2 (6.3 ± 0.3 and 8.0 ± 0.5, p<0.05, respectively). In the weir, the average TOC content was 13.6 ± 8.5 mg/L and TN was 3.0 ± 0.7 mg/L. All investigated genes (ermB, tetA, sul1, int1, qnrB, blaTEM) and the mobile genetic element int1 were detected in all sampling campaigns of S1, S2, A and ET. However, the qnrB gene was below the detection limit of the analytical method in both soils in some sampling campaigns. The absolute abundance of ARGs referring to the average of all collections was approximately 10.5 log10 in S1, 9.6 log10 in S2, treated effluent of 6.62 log10 and from the weir 3.62 log10. The sul1 gene was the most abundant among the samples, with the exception of the weir samples, in which the blaTEM gene was more abundant. The relative abundance ranged from -0.90 to 2.23 log10 in the treated effluent, -3.22 to 0.69 in the water samples from the weir, -3.32 to 0.47 log10 in the S1 and from - 4.06 a -0.43 log10 copies/16S rRNA in S2. Comparatively, the sul1 and tetA gene were statistically more abundant in S1 than in S2, in all collections, while for other genes, the variations in the results between collections do not allow a clear conclusion. Similar to what was observed for sul1 and tetA genes, higher values of norfloxacin-resistant bacteria in fertigated soil compared to S2 soil were observed (4x increase, p<0.05). Thus, the results obtained in this work suggest a direct effect of soil fertigation on the increase of some ARGs and NRB. However, a positive aspect observed is the tendency of decreasing total ARGs in the sample from the weir downstream to the fertigated area, suggesting a natural decay of ARGs in the environment. However, further studies are needed to provide a better understanding of the impact of fertigation on the spread of antibiotic resistance elements in soil and other environmental matrices, as well as on the potential for the transfer of these ARGs to the environmental microbiota.pt_BR
dc.identifier.citationCAETANO, Gerusa Leite. Avaliação de elementos genéticos de resistência a antibióticos em solo irrigado com efluente tratado de suinocultura. 2021. 88 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) – Núcleo de Pesquisas e Pós-Graduação em Recursos Hídricos, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/14698
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.rightsabertopt_BR
dc.rights.licenseAutorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 11/03/2022 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.pt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectDrogas - resistência em micro-organismospt_BR
dc.subjectSuínos - dejetos suínospt_BR
dc.subjectSolo - usopt_BR
dc.titleAvaliação de elementos genéticos de resistência a antibióticos em solo irrigado com efluente tratado de suinocultura.pt_BR
dc.typeDissertacaopt_BR
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PROAMB - Mestrado (Dissertações)