Metagenomic community composition and resistome analysis in a full-scale cold climate wastewater treatment plant
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Wastewater treatment plants are an essential part of maintaining the health and safety of the general public. However, they are also an anthropogenic source of antibiotic resistance genes. In this study, we characterized the resistome, the distribution of classes 1–3 integron-integrase genes (intI1, intI2, and intI3) as mobile genetic element biomarkers, and the bacterial and phage community compositions in the North End Sewage Treatment Plant in Winnipeg, Manitoba. Samples were collected from raw sewage, returned activated sludge, final effluent, and dewatered sludge. A total of 28 bacterial and viral metagenomes were sequenced over two seasons, fall and winter. Integron-integrase genes, the 16S rRNA gene, and the coliform beta-glucuronidase gene were also quantified during this time period. Results Bacterial classes observed above 1% relative abundance in all treatments were Actinobacteria (39.24% ± 0.25%), Beta-proteobacteria (23.99% ± 0.16%), Gamma-proteobacteria (11.06% ± 0.09%), and Alpha-proteobacteria (9.18 ± 0.04%). Families within the Caudovirales order:Siphoviridae(48.69% ± 0.10%),Podoviridae(23.99% ± 0.07%), andMyoviridae(19.94% ± 0.09%) were the dominant phage observed throughout the NESTP. The most abundant bacterial genera (in terms of average percent relative abundance) in influent, returned activated sludge, final effluent, and sludge, respectively, includesMycobacterium(37.4%, 18.3%, 46.1%, and 7.7%),Acidovorax(8.9%, 10.8%, 5.4%, and 1.3%), andPolaromonas(2.5%, 3.3%, 1.4%, and 0.4%). The most abundant class of antibiotic resistance in bacterial samples was tetracycline resistance (17.86% ± 0.03%) followed by peptide antibiotics (14.24% ± 0.03%), and macrolides (10.63% ± 0.02%). Similarly, the phage samples contained a higher prevalence of macrolide (30.12% ± 0.30%), peptide antibiotic (10.78% ± 0.13%), and tetracycline (8.69% ± 0.11%) resistance. In addition,intI1was the most abundant integron-integrase gene throughout treatment (1.14 × 104gene copies/mL) followed byintI3(4.97 × 103gene copies/mL) whileintI2abundance remained low (6.4 × 101gene copies/mL). Conclusions Wastewater treatment successfully reduced the abundance of bacteria, DNA phage and antibiotic resistance genes although many antibiotic resistance genes remained in effluent and biosolids. The presence of integron-integrase genes throughout treatment and in effluent suggests that antibiotic resistance genes could be actively disseminating resistance between both environmental and pathogenic bacteria.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 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) | 0,000 | 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 ».