Long-Term Exposure of Agricultural Soil to Veterinary Antibiotics Changes the Population Structure of Symbiotic Nitrogen-Fixing Rhizobacteria Occupying Nodules of Soybeans (Glycine max)
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Antibiotics are entrained in agricultural soil through the application of manures from medicated animals. In the present study, a series of small field plots was established in 1999 that receive annual spring applications of a mixture of tylosin, sulfamethazine, and chlortetracycline at concentrations ranging from 0.1 to 10 mg · kg −1 soil. These antibiotics are commonly used in commercial swine production. The field plots were cropped continuously for soybeans, and in 2012, after 14 annual antibiotic applications, the nodules from soybean roots were sampled and the occupying bradyrhizobia were characterized. Nodules and isolates were serotyped, and isolates were distinguished using 16S rRNA gene and 16S to 23S rRNA gene intergenic spacer region sequencing, multilocus sequence typing, and RSα fingerprinting. Treatment with the antibiotic mixture skewed the population of bradyrhizobia dominating the nodule occupancy, with a significantly larger proportion of Bradyrhizobium liaoningense organisms even at the lowest dose of 0.1 mg · kg −1 soil. Likewise, all doses of antibiotics altered the distribution of RSα fingerprint types. Bradyrhizobia were phenotypically evaluated for their sensitivity to the antibiotics, and there was no association between in situ treatment and a decreased sensitivity to the drugs. Overall, long-term exposure to the antibiotic mixture altered the composition of bradyrhizobial populations occupying nitrogen-fixing nodules, apparently through an indirect effect not associated with the sensitivity to the drugs. Further work evaluating agronomic impacts is warranted. IMPORTANCE Antibiotics are entrained in agricultural soil through the application of animal or human waste or by irrigation with reused wastewater. Soybeans obtain nitrogen through symbiotic nitrogen fixation. Here, we evaluated the impact of 14 annual exposures to antibiotics commonly used in swine production on the distribution of bradyrhizobia occupying nitrogen-fixing nodules on soybean roots in a long-term field experiment. By means of various sequencing and genomic fingerprinting techniques, the repeated exposure to a mixture of tylosin, sulfamethazine, and chlortetracycline each at a nominal soil concentration of 0.1 mg · kg −1 soil was found to modify the diversity and identity of bradyrhizobia occupying the nodules. Nodule occupancy was not associated with the level of sensitivity to the antibiotics, indicating that the observed effects were not due to the direct toxicity of the antibiotics on bradyrhizobia. Altogether, these results indicate the potential for long-term impacts of antibiotics on this agronomically important symbiosis.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».