Effect of the veterinary ionophore monensin on the structure and activity of a tropical soil bacterial community

Abstract

Monensin (MON) is a coccidiostat used as a growth promoter that can reach the environment through fertilization with manure from farm animals. To verify whether field-relevant concentrations of this drug negatively influence the structure and activity of tropical soil bacteria, plate counts, CO2 efflux measurements, phospholipid fatty acids (PLFA) and community-level physiological profiling (CLPP) profiles were obtained for soil microcosms exposed to 1 or 10mg kg 1 of MON across 11 days. Although 53% (1mg kg 1) to 40% (10mg kg 1) of the MON concentrations added to the microcosms dissipated within 5 days, a subtle concentration-dependent decrease in the number of culturable bacteria (<1 log CFU g 1), reduced ( 20 to 30%) or exacerbated (þ25%) soil CO2 effluxes, a marked shift of non-bacterial fatty acids, and altered respiration of amines (1.22-fold decrease) and polymers (1.70-fold increase) were noted in some of the treatments. These results suggest that MON quickly killed some microorganisms and that the surviving populations were selected and metabolically stimulated. Consequently, MON should be monitored in agronomic and environmental systems as part of One Health efforts.

La monensina (MON) es un coccidiostático utilizado como promotor del crecimiento que puede llegar al medio ambiente a través de la fertilización con estiércol de animales de granja. Para comprobar si las concentraciones de este fármaco relevantes para el campo influyen negativamente en la estructura y la actividad de las bacterias del suelo tropical, se realizaron recuentos en placa, mediciones de eflujo de CO2, ácidos grasos fosfolípidos, etc. Se obtuvieron recuentos en placa, mediciones de eflujo de CO2, ácidos grasos fosfolípidos (PLFA) y perfiles fisiológicos a nivel de comunidad (CLPP) para microcosmos de suelo expuestos a 1 o 10 mg kg1 de MON durante 11 días. Aunque entre el 53% (1 mg kg1 ) a 40% (10 mg kg1 ) de las concentraciones de MON se disiparon en 5 días, se observó una sutil disminución dependiente de la concentración el número de bacterias cultivables (<1 log UFC g1 ), redujo (20 a 30%) o exacerbó (þ25%) de los flujos de CO2 del suelo, un marcado desplazamiento de los ácidos grasos no bacterianos y una respiración alterada de aminas (1,22 veces menos) y polímeros (1,70 veces más) en algunos de los tratamientos. Estos resultados sugieren que la MON mató rápidamente a algunos microorganismos y que las poblaciones supervivientes que sobrevivieron fueron seleccionadas y estimuladas metabólicamente. En consecuencia, la MON debería ser controlada en sistemas agronómicos y medioambientales como parte de los esfuerzos de "Una Salud".