Trusselen fra antimikrobiellresistens (AMR) mot menneskers, dyrs og miljøets helse er blitt bredt anerkjent globalt. Siden 1. oktober 2024 har SiNorAMR-konsortiets partnere i Norge og Kina utviklet metodologier og produsert resultater som bidrar til effektiv deteksjon og biokull-basert avbøtende med mål om å redusere spredningen av AMR i jordbruk og husdyrproduksjon. Nedenfor er resultatene og prestasjonene siden 1. oktober 2024.
WP1: Prosjektlederen og hennes ledelsesteam har holdt prosjektet økonomisk på sporet, aktivt delt partnerpublikasjoner og støttet teamene ved behov. Et heldags virtuelt årsmøte ble holdt i desember 2024, med hovedinnlegg fra Dr. Ulf R. Dahle (FHI). SINTEF Energi AS ble rekruttert som ny partner for å styrke arbeidet med biokull, med støtte og godkjenning fra Forskningsrådet. Sammen med Nanjing Agricultural University organiserer vi årsmøtet for 2025, som skal holdes i Nanjing 16.–17. oktober.
WP2: Tre ulike versjoner av høy-gjennomstrømmings QPCR DNA-arrays ("DNA-brikker") er utviklet for antibiotikaresistensgener (ARGs) og brukt til screening i prosjektet. Den grunnleggende versjonen besto av 46 analyser for 35 klinisk relevante ARGs, kvantifisert med standardkurver ved bruk av DNA isolert fra et reservoar av multiresistente bakterier. Denne DNA-arrayen ble brukt til å screene prøver fra jordbrukslandskap i Norge (Nesse et al. 2024). Deretter utviklet vi en ny metode for kvantifisering av ARGs ved bruk av syntetiske oligonukleotider som PCR-standarder (Han et al. 2023), brukt på de samme 35 genene. En systematisk undersøkelse av tidligere antibiotikaresistens i veterinær screening i Norge førte til utvalg av 19 nye ARG-mål, inkludert to plasmider, for DNA-arrayen. Vi designet fem nye lange syntetiske oligonukleotider (Gblocks). Alle 45 mål ble testet i enkelt qPCR-reaksjoner mot sine respektive Gblocks og inkludert i DNA-arrayen når vellykket. Den endelige, tredje DNA-arrayen besto av 45 ARG-mål med tilsvarende syntetiske oligonukleotider som qPCR-standarder.
WP3: WP3-teamet demonstrerte forekomsten av ARGs og bakterielle patogener i dyr, og studerte fire griseraser (Meishan, Large Yorkshire, Min, Tibetansk), hvor rasen påvirket ARG-mønstre. E. coli var en hyppig resistent bakterie. Tetracyklin-gener (tetW, tetQ) var både vanlige og rikelige.
I gjødsel: Vi kartla intracellulære (i bakterier) og ekstracellulære (frittflytende) ARGs i kommersiell kompost over hele Kina, og viste at DNA-virus kan bære ARGs – spesielt gener for multiresistens og peptidresistens – som samsvarer med total ARG-belastning. Det horisontale overføringspotensialet for ARGs i husdyrgjødsel ble undersøkt, og avslørte at endogent glutation i bakterier spiller en viktig rolle i å begrense konjugasjonen av ARG-bærende plasmider i ren kultur og i jord (publisert i 2025). Overføring av antibiotikaresistente bakterier (ARB) og ARGs fra husdyrgjødsel til jord-avlingssystemer ble også studert, med resultater publisert i to artikler i 2025 (se publikasjonsliste). Potteeksperimenter viste at organisk gjødsling betydelig økte mangfoldet og forekomsten av ARGs og mobile genetiske elementer (MGEs) i grønnsakenes fyllosfære, selv når det ikke var noen signifikant effekt på jordens resistom, noe som fremhever fyllosfærens følsomhet for ARG-spredning. Mikrokosmos-eksperimenter viste at ARG-bærende plasmider kan gjennomgå transformasjon i både modellbakterien Acinetobacter baylyi ADP1 og ulike naturlige jordbakterier, inkludert potensielle menneske-dyr-patogener, noe som understreker en betydelig spredningsrisiko for ARGs via transformasjon. Manuskriptet for dette arbeidet er under vurdering.
WP4: Plasmidet pRAS1 fra Aeromonas salmonicida ble brukt til å studere konjugasjon i jord. Fersk kumøkk økte konjugasjonseffektiviteten, spesielt fra kyr behandlet med penicillin. Biokull reduserte konjugasjon og dempet effektene av enrofloksacin. Salatplanter hadde minimal innvirkning; 50 % jordfuktighet ble funnet å være optimalt.
WP5: Ekstrakt fra planten Acalypha australis (ALE), når det ble tilsatt smågrisfôr, forbedret tarmmikrobiomet og reduserte ARGs, spesielt i bakterier med MGEs. Noen tetracyklin-gener økte, men MLS-type-gener ble redusert, og ARGs i E. coli ble redusert.
WP6: Totalt 360 prøver fra husdyr (120 avføring, 120 urin og 120 jordprøver) ble samlet inn i Heilongjiang, Kina, henholdsvis om våren og sommeren. DNA ble ekstrahert for deteksjon av ARG, MGE og 16S rRNA. UHPLC-MS ble brukt til å påvise ni antibiotika. Adsorpsjonsstudier identifiserte de best presterende biokull-typene: Miscanthus (Norge), risskall og maisstrå (Kina). Avansert bildebehandling og kjemiske analyser pågår.
Disse resultatene vil bli presentert på årsmøtet i Nanjing i 2025, og brukes i arbeidsplanen for 2026. En workshop om AMR og jordhelse vil gi oppdateringer om internasjonale strategier for deteksjon og begrensning.
Antibiotics are widely used in animal husbandry to promote growth and prevent diseases, but global spread of antimicrobial resistance (AMR) and antimicrobial-resistant genes (ARGs) due to the abuse of antibiotics has caused severe challenge to "One Health" (www.who.int). Application of animal manures or manure-based organic fertilizers, especially from swine production which is a primary reservoir for antibiotic resistant bacteria (ARB), amplifies the risk of horizontal gene transfer (HGT) of AMR from animal production systems to the agricultural environment and food chain (e.g., vegetables and fruits), potentially impacting animal and human health. Our SiNorAMR project aims to tackle AMR by establishing a systematic detection method for AMR and ARGs to mitigate AMR in the soil agricultural ecosystem and control the ARGs and antimicrobial-resistant bacteria (ARB) during animal production through Norway-China collaboration, contributing to "One Health". The project is led by a senior female scientist with a consortium consisting of experienced senior group leaders balanced with junior scientists and PhD students from Norway (NIBIO, NMBU, NVI) and China (HAAS, NJAU) to assure successful execution of the project and to achieve the anticipated outcomes. Urban Gartneren AS in Norway play a key role in the designed two case studies. China ranks on the top in terms of antibiotic consumption and has imposed law enforcement to reduce the AMR problem. Through this SiNorAMR project, Norwegian experience in reducing and eliminating antibiotic use in animal feed and knowledge, methodologies and solutions developed in this project can be shared with our Chinese partners, and subsequently implemented in China in the future. Thus, this SiNorAMR project is a timely initiative to contribute to science-based solutions to support the policy and law enforcement to mitigate the AMR, a global threat to "One Health".
