#f5c66f
Referència
Yuanye Zeng, Runqiu Feng, Chengcheng Huang, Jie Liu, Fengxia Yang, Antibiotic Resistance Genes in Agricultural Soils: A Comprehensive Review of the Hidden Crisis and Exploring Control Strategies, Toxics, 10.3390/toxics13040239, 13, 4, (239), (2025).
Fitxa elaborada per
Els cultius amb més varietat d’espècies frenen els bacteris resistents a antibiòtics al sòl
2025
Objectiu
Aquest estudi té com a propòsit explorar una estratègia natural i sostenible per reduir l’abundància de gens de resistència als antibiòtics (ARGs) en sòls agrícoles, especialment aquells enriquits amb fems d’origen ramader, que actuen com a principals reservoris d’aquests gens. Davant els riscos que els ARGs suposen per a la salut humana i la seva alta presència en ecosistemes agrícoles, els objectius concrets de la recerca són:
- Avaluar com la diversitat de cultius (nombre d’espècies plantades) influeix en l’abundància de gens de resistència als antibiòtics (ARGs) i elements genètics mòbils (MGEs) en diferents tipus de sòl agrícola contaminat.
- Determinar l’impacte de les espècies vegetals concretes (cultivades de forma individual) en la composició i abundància dels ARGs i MGEs.
- Examinar la relació entre la diversitat vegetal i la composició dels exsudats radiculars —els compostos químics segregats per les arrels—, i com aquests exsudats influeixen en la competència entre bacteris potencials portadors de gens resistents i altres microorganismes del sòl.
- Verificar experimentalment si una major diversitat de recursos (creada artificialment a partir d’exsudats de les arrels) redueix també la presència i mobilitat dels ARGs, així com la presència de bacteris patògens resistents.
Mètodes bàsics
L’estudi es va dur a terme durant un període de set mesos en tres tipus de sòls agrícoles contaminats amb gens de resistència als antibiòtics (ARGs):
- Sòl negre (BS): Sòl ric en matèria orgànica, típic de zones agrícoles del nord-est de la Xina, amb alta fertilitat natural.
- Sòl fluvoaquàtic (FS): Sòl al·luvial format per sediments fluvials, habitual en planes agrícoles, amb menor contingut de nutrients però major diversitat microbiana.
- Sòl vermell (RS): Sòl tropical amb alt contingut en argiles i ferro, característic de regions càlides i humides, amb tendència a l'acidesa i menor fertilitat.
Els testos es van dividir en dos grans grups segons el nivell de diversitat vegetal:
- Monocultius: en la meitat dels testos es va plantar una sola espècie per test, simulant un sistema agrícola convencional.
- Policultiu: en l’altra meitat, es van plantar combinacions de 3 o 4 espècies seleccionades entre enciams, tomàquets, alfals, pebrots, apis i alls, amb l’objectiu de simular sistemes de cultiu amb major diversitat.
Al final del període de cultiu, es van recollir mostres de sòl per analitzar l’abundància de gens de resistència (ARGs) i elements genètics mòbils (MGEs). Per això, es va utilitzar qPCR d’alt rendiment, una tècnica molecular que permet quantificar simultàniament múltiples gens. En total, es van analitzar 18 ARGs i MGEs prevalents.
A més, es van mesurar diversos paràmetres fisicoquímics del sòl, com:
- Carboni orgànic total (TOC)
- Nitrogen total (TN)
- Nitrogen inorgànic
També es va caracteritzar la biodiversitat microbiana dels sòls mitjançant índexs com la riquesa, l’equitat i la diversitat de Shannon.
Finalment, es van aplicar anàlisis estadístiques com ANOVA de dos factors i PERMANOVA, per determinar els efectes significatius tant de la diversitat vegetal com de les espècies sobre la quantitat i composició dels ARGs i MGEs en cada tipus de sòl.
Resultats principals
L’estudi demostra que augmentar la diversitat de plantes cultivades en un sòl pot ser una estratègia efectiva per frenar la propagació dels gens de resistència a antibiòtics (ARG) i dels elements genètics mòbils (EGM), que són les seqüències d’ADN capaces de saltar d’un microorganisme a un altre, facilitant així la transferència d’aquests gens resistents.
També hi ha canvis clars en la composició microbiana del sòl segons el tipus de cultiu:
- Als testos amb major diversitat de plantes, hi havia més abundància de bacteris beneficiosos per a la salut del sòl, com els fixadors de nitrogen i els actinobacteris.
- Als testos que simulaven monocultius, en canvi, predominaven els proteobacteris i els firmicuts, dos grups amb més capacitat per portar i transferir ARG mitjançant elements genètics mòbils.
Per últim, pel que fa a la composició química dels exudats de les arrels, s'observa que una major diversitat vegetal augmenta la diversitat química d’aquests compostos. Fins a un 43,5% dels 4.227 compostos analitzats es veien significativament enriquits amb més diversitat vegetal. Aquests compostos tenen un efecte inhibidor directe sobre bacteris portadors de resistències, tot afavorint comunitats microbianes més diverses i funcionals. L'anàlisi de xarxes ecològiques ha mostrat també una millora en la connectivitat i estabilitat del microbioma del sòl amb més diversitat vegetal.
Aquest conjunt de resultats, recolzats per múltiples tècniques i controls experimentals, aporta una evidència sòlida que l’augment de la diversitat de plantes i de recursos al sòl redueix la càrrega genètica de resistències als antibiòtics i frena la seva disseminació entre bacteris, especialment aquells amb potencial patogen per a humans, animals o plantes.
Conclusions
Aquest estudi aporta una evidència científica sòlida i innovadora que demostra com augmentar la diversitat vegetal en sistemes agrícoles pot esdevenir una estratègia efectiva per reduir de manera significativa l’abundància de gens de resistència als antibiòtics (ARGs) al sòl, especialment aquells considerats d’alt risc per a la salut humana.
Fomentar la diversitat de cultius —tant pel que fa al nombre d’espècies com a la composició química dels exsudats radiculars— afavoreix una comunitat microbiana més equilibrada, fet que dificulta la proliferació dels bacteris portadors d’ARGs. Aquesta troballa té implicacions directes per a la gestió del territori, les polítiques agrícoles i ambientals, i la salut pública. Incorporar criteris de diversitat vegetal en la gestió dels sòls pot ser clau per reduir el risc de la propagació de la resistència als antibiòtics i protegir, a llarg termini, tant la salut dels ecosistemes com la de les persones.
