Antibiotic resistome and microbial community structure during anaerobic co-digestion of food waste, paper and cardboard
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Antimicrobial resistance is a globally recognized public health risk. High incidence of antibiotic resistant bacteria and antibiotic resistance genes (ARGs) in solid organic waste necessitates the development of effective treatment strategies. The objective of this study was to assess ARG diversity and abundance as well as the relationship between resistome and microbial community structure during anaerobic co-digestion (AD) of food waste, paper and cardboard. A lab-scale solid-state AD system consisting of six sequentially fed leach beds (each with a solids retention time of 42 days) and an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor was operated under mesophilic conditions continuously for 88 weeks to successfully treat municipal organic waste and produce biogas. A total of ten samples from digester feed and digestion products were collected for microbial community analysis including SSU rRNA gene sequencing, total community metagenome sequencing and quantitative PCR. Taxonomic analyses revealed that AD changed the taxonomic profile of the microbial community: digester feed was dominated by bacterial and eukaryotic taxa while anaerobic digestate possessed a large proportion of archaea mainly belonging to the methanogenic genus Methanosaeta . ARGs were identified in all samples with significantly higher richness and relative abundance per 16S rRNA gene in digester feed compared to digestion products. Multidrug resistance was the most abundant ARG type. AD was not able to completely remove ARGs as shown by ARGs detected in digestion products. Using metagenomic assembly and binning we detected potential bacterial hosts of ARGs in digester feed, that included Erwinia, Bifidobacteriaceae, Lactococcus lactis and Lactobacillus . IMPORTANCE Solid organic waste is a significant source of antibiotic resistance genes (ARGs) (1) and effective treatment strategies are urgently required to limit the spread of antimicrobial resistance. Here we studied the antibiotic resistome and microbial community structure within an anaerobic digester treating a mixture of food waste, paper and cardboard. We observed a significant shift in microbial community composition and a reduction in ARG diversity and abundance after 6 weeks of digestion. We identified the host organisms of some of the ARGs including potentially pathogenic as well as non-pathogenic bacteria, and we detected mobile genetic elements required for horizontal gene transfer. Our results indicate that the process of sequential solid-state anaerobic digestion of food waste, paper and cardboard tested herein provides a significant reduction in the relative abundance of ARGs per 16S rRNA gene.
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 ».