Antimicrobial resistance genes and bacterial diversity in sediments of Guandu River, Brazil

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2021.004.0012

Palabras clave:

Beta-lactam, Microbial diversity, Next generation sequencing, Sulfonamide, Tetracycline

Resumen

Rivers provide essential water resources for humans. However, appear to be reservoirs of antimicrobial-resistant genes and dispersal routes of resistant pathogens because human activities promptly influence them. Sediments are the most propitious substrates for bacteria survival and can act as an antimicrobial reservoir. Three sediment samples were collected upstream of the water catchment point of the Guandu Water Treatment Plant (ETA Guandu) to evaluate microbial diversity and antimicrobial resistance genes to sulfonamide (sul1, sul2), tetracycline (tetA, tetB) and beta-lactam (blaCTX-M, blaoxa24 and blaoxa58) by PCR. The most abundant phylum in all samples was Proteobacteria, which was also the most dominant in sediments presenting a pattern already reported in the literature for diversity in tropical and temperate climate rivers. Sulfonamide resistance genes were detected in all samples. The blaCTX-M gene was detected only in one sample, and tetA, tetB, blaoxa24 and blaoxa58 genes were not found in any sample. The presence of antimicrobial resistance genes sul1, sul2, and blaCTX-M indicate that sediments can act as a reservoir of resistance. These findings will provide new data about the bacterial community and antimicrobial resistance genes in Brazilians river sediments.

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Biografía del autor/a

Gustavo Souza Lima Sant'Anna, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Engenheiro Agrônomo formado pela UFRRJ, Especialista em Agronegócios pela ESALQ-USP, Mestre em Agronomia - Ciências do Solo e Doutorando em Ciência, Tecnologia e Inovação em Agropecuária pela UFRRJ.

José Maurício Fajardo da Cunha, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Graduando em Engenharia Agronômica pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Bolsista de Iniciação Tecnológica e Industrial do CNPq - Nível A da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - EMBRAPA Agrobiologia. Atual membro do Grupo de Estudos em Automação, Mecanização e Máquinas Agrícolas (GAMMA/UFRRJ) e da comissão organizadora do Simpósio das Engenharias (SIMPEN/UFRRJ). Ex-integrante do grupo de pesquisa em Plantas Daninhas e Pesticidas no Ambiente (PDPA/UFRRJ) e do Laboratório de Bacteriologia Veterinária (LABCVET/UFRRJ). Bolsista de Iniciação Científica PIBIC no biênio 2018/2019 e bolsista de extensão do programa BIEXT/UFRRJ no ano de 2020, sob orientação da Prof.ª Drª. Irene da Silva Coelho. Possui interesse nas áreas de Ciências do Solos, Microbiologia, Fisiologia Vegetal e Ciência das Plantas Daninhas. 

Juliana Ferreira Nunes, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Graduada em Licenciatura em Ciências Agrícolas, com área de concentração em Agroengenharia e habilitação para o Ensino de Ciências. Fui bolsista de Iniciação Científica pela FAPERJ no laboratório de Bacteriologia Veterinária da UFFRJ, onde trabalhei com bactérias produtoras de betalactamases de espectro estendido (ESBL) em amostras ambientais e genes de resistência através da técnica de PCR. Tenho interesse na área de microbiologia ambiental, Saúde Única e metagenômica. Também participei de projetos de extensão, fui bolsista PIBID, assim como, membro integrante do Diretório Acadêmico Raimundo Ferreira (DARF - LICA) na gestão 2017-2019.

Isabel Arjonas Fernandes Avila, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Cursando Engenharia Agronômica na Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ), foi bolsista de Iniciação Científica pela FAPUR - LABORATORIO DE ESTUDO DAS RELAÇÕES SOLO-PLANTA, nas atividades de pesquisa do projeto "Uso de Cascalho de Perfuração e Fontes de Matéria Orgânica na Produção de Adubo Organomineral para o Cultivo de Oleaginosas, Espécies Florestais e na Recuperação de Áreas Degradadas: Aspectos Químicos e Biológicos – PETRO CPO", e estagiária do Laboratório de Diversidade Microbiana da UFRRJ. Tem experiência na área de Microbiologia, com ênfase em DIVERSIDADE MICROBIANA E RESISTÊNCIA EM AMBIENTES DE PRODUÇÃO AGRÍCOLA, utilizando Genética Molecular e de Microrganismos. 

João Vitor da Silva Gonçalves, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Estudante de graduação do curso de Agronomia pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Integrou-se ao Laboratório de Bacteriologia Veterinária e Laboratório de Diversidade Microbiana da UFRRJ em 2019 como voluntário. Em seguida, tornou-se bolsista de Iniciação Científica. Tem experiência com fertilidade do solo, biologia molecular trabalhando com Microbiologia e Bioquímica do Solo, atuando principalmente com técnicas baseadas em ácidos nucleicos para análise de diversidade microbiana e, também, na identificação de genes que codificam resistência a antimicrobianos no meio ambiente.

Paula Fernanda Alves Ferreira, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Graduada em Engenharia Agronômica pela Universidade Estadual do Maranhão (2019) e Mestre em Agronomia - Ciência do solo pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (2021). Atualmente possui doutorado em andamento também em Agronomia - Ciência do solo pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Tem experiência na área de Agronomia, com ênfase em Microbiologia do solo.

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

Possui graduação em Medicina Veterinária pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (1992), mestrado em Microbiologia Veterinária (1996) e doutorado em Ciências Veterinárias pela UFRRJ (2000) e pós-doutorado em genética microbiana na UNRC-Córdoba- AR (2011). Professora titular da área de bacteriologia da UFRRJ atuando como orientadora nos Programas de Pós-Graduação em Ciências Veterinárias e Ciência, Tecnologia e Inovação em Agropecuária. Atua principalmente na análise da diversidade, resistência e virulência de agentes bacterianos em ambientes de produção, manutenção e cuidados clínicos de animais numa abordagem de Saúde Única. Atuou como Coordenadora do Curso de Graduação em Medicina Veterinária da UFRRJ (2004-2013), como presidente da CPA - UFRRJ (2012-2013), e atualmente na Direção do Instituto de Veterinária desta IFES desde 2013. Membro da Comissão Nacional de Educação em Medicina Veterinária/CFMV, anteriormente foi membro da Comissão Assessora ENADE/ INEP na área de Medicina Veterinária (2013/2016) e da Comissão de Ensino do CRMV-RJ. Participou como bolsista do programa Jovem Cientista do Nosso Estado da FAPERJ. Atualmente, bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq - nível 2 e Cientista do Nosso Estado (FAPERJ). 

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

Possui graduação em Ciências Biológicas (Bacharelado) pela Universidade de Vassouras, mestrado em Microbiologia Veterinária (2005) e doutorado em Ciências Veterinárias (2008) pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Realizou Doutorado Sanduíche pela Universidade Nacional de Rio Cuarto - Argentina (2006) com enfoque em Microbiologia Veterinária. Atualmente é professora associada nível II de Microbiologia da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro e chefe do Departamento de Microbiologia e Imunologia Veterinária, onde também é orientadora permanente de alunos de iniciação científica, além de orientar discentes de mestrado e doutorado do Programa de Pós Graduação em Ciências Veterinárias (Conceito CAPES 6). Atua como pesquisadora associada dos Laboratórios de Bacteriologia Veterinária e Diversidade Microbiana além de coordenar o Laboratório de Bacteriologia, cuja linha de pesquisa baseia-se na pesquisa feno-genotípica da produção de betalactamases por enterobactérias, provenientes de amostras de origem animal e humana, bem como na busca por métodos moleculares que auxiliam na compreensão da sua disseminação no ambiente.

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

Possui graduação em Agronomia (2003) pela Universidade Federal de Viçosa (UFV) e Mestrado (2005) e Doutorado (2008) em Microbiologia Agrícola pela UFV. Tem experiência na área de Microbiologia, com ênfase em Genética Molecular e de Microrganismos, atuando principalmente nos seguintes temas: Avaliação da diversidade genética de microrganismos utilizando marcadores moleculares, avaliação da expressão gênica, transformação genética de microrganismos e cariótipo molecular. Foi pesquisadora no MCCS - Mars Center for Cocoa Science, atuando principalmente em projetos voltados para a avaliação da diversidade de microrganismos relacionados a fermentação de cacau e seu impacto na geração do sabor de chocolate. Professora Adjunta do Departamento de Microbiologia e Imunologia Veterinária na Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro desde 2010. Presidente da Comissão Interna de Biossegurança da UFRRJ. É membro da Comissão de Gestão do Patrimônio Genético e de Conhecimento Tradicional Associado da UFRRJ que regula assuntos relacionados ao SisGen. É Docente Permanente no Programa de Pós-graduação em Ciência, Tecnologia e Inovação Agropecuária (PPGCTIA) e em Agronomia - Ciência dos Solos da UFRRJ, atuando principalmente no tema DIVERSIDADE MICROBIANA E RESISTOMA EM AMBIENTES DE PRODUÇÃO AGRÍCOLA. Atua na orientação de monografias, trabalhos de conclusão de curso, bolsistas de iniciação científica, dissertações de mestrado e teses de doutorado. É bolsista Jovem Cientista do Nosso Estado pela FAPERJ. Pesquisadora associada do Laboratório Bacteriologia Veterinária e de Estudo das Relações Solo-Planta (LSP), e coordenadora do Laboratório de Diversidade Microbiana. É Bolsista de Produtividade 2 do CNPq e Jovem Cientista do Nosso Estado pela FAPERJ.

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Publicado

2021-02-08

Número

Vol. 12 Núm. 4 (2021): Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais - Abr 2021

Sección

Microbiologia Agrícola e Ambiental

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