Изучение профиля антибиотикорезистентности автохтонных микроорганизмов
УДК: 663.18:504.53 DOI: 10.31588/2413_4201_1883_2_255_142
Ключевые слова:
антибиотикоустойчивость, почва, автохтонные бактерии, диско-диффузиозный методАннотация
Одним из направлений использования биотехнологий в земледелии является применение биопрепаратов на основе эффективных почвенных микроорганизмов. Важность бактеризации неоспорима, так как при этом можно полностью отказаться от использования химикатов (азотных, фосфорных и др.). При использовании биопрепаратов повышается не только урожайность, но и качество продукции, усиливается сопротивляемость растений к неблагоприятным факторам (вредителям). Выявлен положительный эффект инокуляции на рост различных растений. Позитивным является и сопутствующий эффект антагонизма бактерий, составляющих основу биопрепарата, к фитопатогенам. При этом механизмы их антагонистической активности разные: синтез антибиотиков, фитогормонов, сидерофоров, предотвращение действия патогенов.
Широкое использование антибактериальных препаратов (антибиотиков) привело к увеличению частоты устойчивости к противомикробным препаратам не только среди патогенных микроорганизмов, но даже среди бактерий, на которые антибиотики не действуют напрямую. Множественная устойчивость почвенных бактерий к антибиотикам может быть связана с изменениями в их геноме, что в свою очередь может отражаться на физиологических и биохимических свойствах устойчивых штаммов. Гены, ответственные за устойчивость бактерий к антибиотикам, могут быстро передаваться от бактерий-доноров к бактериям-реципиентам в процессе горизонтального переноса, что в итоге приведёт к росту устойчивых к антибиотикам микробных сообществ опасных для человека.
Из различных почв Республики Татарстан выделены, изучены и отобраны для создания биопрепаратов диазотрофные, фосфатмобилизующие и углеводородокисляющие автохтонные бактерии – Staphylococcus warneri, Pseudomonas stutzeri, Achromobacter xylosoxidans, Bacillus thuringiensis, Brevibacillus laterosporus, Shinella zoogloeoides. Диско-диффузиозным методом у них проведено определение профиля антибиотикорезистентности. Изучены двенадцать антибиотиков: азитромицин, ампициллин, канамицин, левомицитин, налидиксовая кислота, новобиоцин, офлоксацин, рифампицин, стрептомицин, тетрациклин, ципрофлоксацин и эритромицин. Установлено, что у каждого из шести штаммов присутствует устойчивость хотя бы к одному антибиотику. Устойчивостью к наибольшему числу антибиотков обладает Achromobacter xylosoxidans (4 из 12). К эритромицину чувствительны только два штамма – Bacillus thuringiensis и Brevibacillus laterosporus. Среди исследуемых штаммов не обнаружено устойчивости к азитромицину и фторхинолонам (офлоксацин и ципрофлоксацин), что делает эти антибиотики наиболее перспективными в клинической практике.
Литература
Госманов, Р.Г. Микробиология / Р. Г. Госманов, А. К. Галиуллин, А. Х. Волков, А. И. Вафина // Издание четверое, стереотипное. -- Санкт-Петербург, 2021. -- 496 с.
Дегтярева, И. А. Изоляция, идентификация и полногеномный анализ углеводородокисляющего штамма Staphylococcus warneri / И. А. Дегтярева, Э. В. Бабынин, Т. Ю. Мотина, А. А. Салаватуллина // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. -- 2021: Изд-во Пермского национального исследовательского политехнического университета. -- № 1 -- С. 5-13.
Arzanlou, M. Intrinsic, adaptive and acquired antimicrobial resistance in Gram-negative bacteria / M. Arzanlou, W. C. Chai, H. Venter // Essays In Biochemistry. -- 2017. -- №. 61(1). -- P. 49-59.
Bautista-Cruz, A. Effect of phosphate-solubilizing bacteria isolated from semiarid soils on pitahaya seedlings (Hylocereusundatus) / A. Bautista-Cruz, Y. Donaji Ortiz-Hernandez, V. Martinez-Gallegos, G. Martinez Gutierrez // Idesia. -- 2015. -- № 33. -- Р. 65-68.
Benkova, M. Antimicrobial susceptibility testing: currently used methods and devices and the near future in clinical practice / M. Benkova, O. Soukup, J. Marek // J. Appl. Microbiol. -- 2020. -- Oct., № 129(4). -- Р. 806-822.
Kang, Y. Caution of intensified spread of antibiotic resistance genes by inadvertent introduction of beneficial bacteria into soil / Y. Kang, M. Shen, D. Xia, K. Ye, Q. Zhao, J. Hu // Acta Agriculturae Scandinavica, Section B --- Soil & Plant Science -- 2017. -- № 67. -- P. 576-582.
Khabbaz, S. E. Characterisation of antagonistic Bacillus and Pseudomonas strains for biocontrol potential and suppression of damping-off and root rot diseases / S. E. Khabbaz, L. Zhang, L. A. Caceres, M. Sumarah, A. Wang, P. A. Abbasi // Annals of Applied Biology. -- 2015. -- № 166. -- Р. 456-471.
Shahid, M. Tolerance of pesticides and antibiotics among beneficial soil microbes recovered from contaminated rhizosphere of edible crops / M. Shahid, M. S. Khan // Current Research in Microbial Sciences. -- 2022. -- № 3. -- P. 100091.
Vassilev, N. Unexploited potential of some biotechnological techniques for biofertilizer production and formulation / N. Vassilev, M. Vassileva, A. Lopez, V. Martos [et al.] // Applied Microbiology and Biotechnology. -- 2015. -- № 99. -- Р. 4983-4996.
Viruel, E. Inoculation of maize with phosphate solubilizing bacteria: effect on plant growth and yield / E. Viruel, L. E. Erazzu, L. M. Calsina, M. A. Ferrero [et al.] // Journal of Soil Science and Plant Nutrition. -- 2015. -- №14. -- Р. 819-831.
Zhang, L. Detection and characterization of broad-spectrum antipathogen activity of novel rhizobacterial isolates and suppression of Fusarium crown and root rot disease of tomato / L. Zhang, S.E. Khabbaz, A. Wang, H. Li, P.A. Abbasi // Journal of Applied Microbiology. -- 2015. -- № 118. -- Р. 685-703.
Gosmanov, R.G. Microbiology / R. G. Gosmanov, A. K. Galiullin, A. Kh. Volkov, A. I. Vafina // Fourth edition, stereotypical. -- St. Petersburg, 2021. -- 496 p.
Degtyareva, I. A. Isolation, identification and whole-genome analysis of the hydrocarbon-oxidizing strain Staphylococcus warneri / I. A. Degtyareva, E. V. Babynin, T. Yu. Motina, A. A. Salavatullina // Bulletin of Perm National Research Polytechnic University. Chemical technology and biotechnology. -- 2021: Publishing house of Perm National Research Polytechnic University. -- No. 1 -- P. 5-13.
Arzanlou, M. Intrinsic, adaptive and acquired antimicrobial resistance in Gram-negative bacteria / M. Arzanlou, W. C. Chai, H. Venter // Essays In Biochemistry. -- 2017. -- No. 61(1). -- P. 49-59.
Bautista-Cruz, A. Effect of phosphate-solubilizing bacteria isolated from semiarid soils on pitahaya seedlings (Hylocereusundatus) / A. Bautista-Cruz, Y. Donaji Ortiz-Hernandez, V. Martinez-Gallegos, G. Martinez Gutierrez // Idesia. -- 2015. -- No. 33. -- P. 65-68.
Benkova, M. Antimicrobial susceptibility testing: currently used methods and devices and the near future in clinical practice / M. Benkova, O. Soukup, J. Marek // J. Appl. Microbiol. -- 2020. -- Oct., No. 129(4). -- P. 806-822.
Kang, Y. Caution of intensified spread of antibiotic resistance genes by inadvertent introduction of beneficial bacteria into soil / Y. Kang, M. Shen, D. Xia, K. Ye, Q. Zhao, J. Hu // Acta Agriculturae Scandinavica, Section B --- Soil & Plant Science -- 2017. -- No. 67. -- P. 576-582.
Khabbaz, S. E. Characterisation of antagonistic Bacillus and Pseudomonas strains for biocontrol potential and suppression of damping-off and root rot diseases / S. E. Khabbaz, L. Zhang, L. A. Caceres, M. Sumarah, A. Wang, P. A. Abbasi // Annals of Applied Biology. -- 2015. -- No. 166. -- P. 456-471.
Shahid, M. Tolerance of pesticides and antibiotics among beneficial soil microbes recovered from contaminated rhizosphere of edible crops / M. Shahid, M. S. Khan // Current Research in Microbial Sciences. -- 2022. -- No. 3. -- P. 100091.
Vassilev, N. Unexploited potential of some biotechnological techniques for biofertilizer production and formulation / N. Vassilev, M. Vassileva, A. Lopez, V. Martos [et al.] // Applied Microbiology and Biotechnology. -- 2015. -- No. 99. -- P. 4983-4996.
Viruel, E. Inoculation of maize with phosphate solubilizing bacteria: effect on plant growth and yield / E. Viruel, L. E. Erazzu, L. M. Calsina, M. A. Ferrero [et al.] // Journal of Soil Science and Plant Nutrition. -- 2015. -- No. 14. -- P. 819-831.
Zhang, L. Detection and characterization of broad-spectrum antipathogen activity of novel rhizobacterial isolates and suppression of Fusarium crown and root rot disease of tomato / L. Zhang, S.E. Khabbaz, A. Wang, H. Li, P.A. Abbasi // Journal of Applied Microbiology. -- 2015. -- No. 118. -- P. 685-703.
