Farming reshapes the gut resistome, virulome, and mobilome of Cervidae.

چکیده اصلی

The rapid expansion of cervid farming raises concerns about antimicrobial resistance (AMR) dissemination, yet its impact on the Cervidae gut microbiome remains poorly characterized. We integrated 89 newly sequenced fecal metagenomes with 599 publicly available datasets, comprising 285 metagenomes from farmed cervids and 370 from wild cervids, to construct a catalog of 15,494 non-redundant metagenome-assembled genomes (MAGs) representing 2,401 species. Our analysis demonstrates that farming profoundly reshapes the gut microbiome's functional composition. Specifically, farmed cervids exhibited significantly higher relative abundance, diversity, and heterogeneity of antimicrobial resistance genes (ARGs) compared to wild counterparts. We observed a robust synergistic relationship between ARGs, virulence factor genes, and mobile genetic element (MGE)-associated genes, identifying 70 ARG-MGE combinations as evidence of potential horizontal gene transfer. Plasmid profiling further suggested that a subset of ARGs may be associated with conjugative plasmids, with plasmid-associated ARGs being significantly more abundant in farmed than in wild cervids. Virome analyses indicated that bacteriophages, particularly Siphoviridae, may serve as mobile reservoirs for ARGs. Notably, Cervidae shared 268 ARG types with humans, including 23 high-risk genes associated with resistance to clinically important antibiotics (e.g. tetX1, vanRD, and bla-CTX-M-178), with Escherichia coli as a key cross-host carrier. These findings highlight that human-impacted cervid gut microbiomes are significant environmental reservoirs of clinically relevant AMR, underscoring the necessity for enhanced antibiotic stewardship and resistance surveillance in managed wildlife within a One Health framework.

ترجمه فارسی چکیده

رشد سریع پرورش گوزن‌ها نگرانی‌هایی در مورد انتشار مقاومت آنتی‌بیوتیکی (AMR) ایجاد کرده است، اما تأثیر آن بر میکروبیوم روده گوزن‌ها هنوز به خوبی مشخص نشده است. ما ۸۹ متاژنوم مدفوع جدید توالی‌یابی شده را با ۵۹۹ مجموعه داده عمومی موجود، شامل ۲۸۵ متاژنوم از گوزن‌های پرورشی و ۳۷۰ از گوزن‌های وحشی، برای ساخت کاتالوگ ۱۵،۴۹۴ ژنوم متاژنوم-ساخته‌شده (MAG) غیرتکراری که نماینده ۲،۴۰۱ گونه است، ادغام کردیم. تحلیل ما نشان می‌دهد که کشاورزی به طور عمیق ترکیب عملکردی میکروبیوم روده را تغییر می‌دهد. به طور خاص، گوزن‌های پرورشی نسبتاً فراوانی، تنوع و ناهمگونی بالاتری از ژن‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی (ARG) را نسبت به همتایان وحشی نشان دادند. ما یک رابطه هم‌افزایی قوی بین ARGها، ژن‌های عامل ویروس‌خواری و ژن‌های مرتبط با عناصر ژنتیکی متحرک (MGE) مشاهده کردیم و ۷۰ ترکیب ARG-MGE را به عنوان شواهدی از انتقال افقی بالقوه شناسایی کردیم. پروفایل پلاسمیدی نشان داد که یک زیرمجموعه از ARGها ممکن است با پلاسمیدهای هم‌افزایی مرتبط باشد و ARGهای مرتبط با پلاسمید در گوزن‌های پرورشی به طور معناداری فراوان‌تر از گوزن‌های وحشی هستند. تحلیل ویروم نشان داد که باکتری‌فاغ‌ها، به ویژه خانواده Siphoviridae، ممکن است مخازن متحرکی برای ARGها باشند. به طور قابل توجهی، گوزن‌ها ۲۶۸ نوع ARG را با انسان‌ها به اشتراک گذاشتند، از جمله ۲۳ ژن با ریسک بالا مرتبط با مقاومت به آنتی‌بیوتیک‌های مهم بالینی (مانند tetX1، vanRD و bla-CTX-M-178)، با Escherichia coli به عنوان یک حامل کلیدی بین میزبان. این یافته‌ها نشان می‌دهند که میکروبیوم روده گوزن‌های تأثیرپذیر از انسان مخازن محیطی مهمی از AMR بالینی هستند و ضرورت نظارت بهتر بر آنتی‌بیوتیک‌ها و پایش مقاومت در حیات وحش مدیریتی را در چارچوب سلامت یکسان برجسته می‌کنند.

متن کامل اصلی