Antibiotic resistance genes (ARGs), human pathogenic bacteria (HPB), and HPB carrying ARGs pose a high risk to soil ecology and public health. Here, we used a metagenomic approach to investigate their diversity and abundance in chicken manures and greenhouse soils collected from Guli, Pulangke, and Hushu vegetable bases with different greenhouse planting years in Nanjing, Eastern China. There was a positive correlation between the levels of antibiotics, ARGs, HPB, and HPB carrying ARGs in manures and greenhouse soils. In total, 156.2–5001.4 μg/kg of antibiotic residues, 22 classes of ARGs, 32 HPB species, and 46 species of HPB carrying ARGs were found. The highest relative abundance was tetracycline resistance genes (manures) and multidrug resistance genes (greenhouse soils). The dominant HPB and HPB carrying ARGs in the manures were Bacillus anthracis, Bordetella pertussis, and B. anthracis (sulfonamide resistance gene, sul1), respectively. The corresponding findings in greenhouse soils were Mycobacterium tuberculosis and M. ulcerans, M. tuberculosis (macrolide-lincosamide-streptogramin resistance protein, MLSRP), and B. anthracis (sul1), respectively. Our findings confirmed high levels of antibiotics, ARGs, HPB, and HPB carrying ARGs in the manured greenhouse soils compared with those in the field soils, and their relative abundance increased with the extension of greenhouse planting years.

Abstract Background Arsenic is known as a toxic metalloid, which primarily exists in inorganic form [As(III) and As(V)] and can be transformed by microbial redox processes in the natural environment. As(III) is much more toxic and mobile than As(V), hence microbial arsenic redox transformation has a major impact on arsenic toxicity and mobility which can greatly influence the human health. Our main purpose was to investigate the distribution and diversity of microbial arsenite-resistant species in three different arsenic-contaminated soils, and further study the As(III) resistance levels and related functional genes of these species. Results A total of 58 arsenite-resistant bacteria were identified from soils with three different arsenic-contaminated levels. Highly arsenite-resistant bacteria (MIC > 20 mM) were only isolated from the highly arsenic-contaminated site and belonged to Acinetobacter , Agrobacterium , Arthrobacter , Comamonas , Rhodococcus , Stenotrophomonas and Pseudomonas . Five arsenite-oxidizing bacteria that belonged to Achromobacter , Agrobacterium and Pseudomonas were identified and displayed a higher average arsenite resistance level than the non-arsenite oxidizers. 5 aoxB genes encoding arsenite oxidase and 51 arsenite transporter genes [18 arsB , 12 ACR3 ( 1 ) and 21 ACR3 ( 2 )] were successfully amplified from these strains using PCR with degenerate primers. The aoxB genes were specific for the arsenite-oxidizing bacteria. Strains containing both an arsenite oxidase gene ( aoxB ) and an arsenite transporter gene ( ACR3 or arsB ) displayed a higher average arsenite resistance level than those possessing an arsenite transporter gene only. Horizontal transfer of ACR3 ( 2 ) and arsB appeared to have occurred in strains that were primarily isolated from the highly arsenic-contaminated soil. Conclusion Soils with long-term arsenic contamination may result in the evolution of highly diverse arsenite-resistant bacteria and such diversity was probably caused in part by horizontal gene transfer events. Bacteria capable of both arsenite oxidation and arsenite efflux mechanisms had an elevated arsenite resistance level.

Human pathogens are one of the major threats to global public health. Wastewater treatment plants (WWTPs) serve as city guts to receive and digest various human pathogens. Several techniques have been developed to detect human pathogens in WWTPs and to assess potential environmental risks. In this study, we employed 24 metagenomic DNA data sets derived from a high-throughput shotgun sequencing technique to more accurately and efficiently detect human bacterial pathogens in influent, activated sludge, and effluent of two Hong Kong WWTPs. Each data set was quality-filtered and normalized to 12,500,000 DNA sequences with a length of 150-190 bp. Then, a BLASTN search against Greengenes general 16S rRNA gene database and human pathogenic bacteria 16S rRNA gene database, a BLASTX search against human pathogenic bacteria virulence factor database, as well as MetaPhlAn analysis were conducted to survey the distribution, diversity, and abundance of human bacterial pathogens. The results revealed that (i) nine bacterial pathogens were detected; (ii) the overall pathogenic bacteria abundance was estimated as 0.06-3.20% in the total bacteria population using 16S rRNA gene fingerprinting; (iii) pathogenic bacteria detected in activated sludge and effluent shared similar profiles but were different from influent based on both 16S rRNA gene and virulence factor fingerprintings; (iv) Mycobacterium tuberculosis -like species may present potential pathogenic risks because it was detected with high abundance in both activated sludge and effluent. These findings provided a comprehensive profile of commonly concerned human pathogens in two Hong Kong WWTPs and demonstrated that the high-throughput shotgun sequencing technique is a feasible and effectual approach for environmental detection of human bacterial pathogens.

The fractionation and distribution of two potentially toxic elements (Co and Ni) were investigated in surface sediments to explore the pollution in Xiamen Bay, a special zone experiencing rapid economic growth and enormous environmental pressure. Relatively high concentrations were observed in nearshore areas with frequent human activities. The dominant fractions for Co and Ni were found to be residual, followed by exchangeable phase. Spatial differences in mobility and bioavailability inferred from chemical fractionations were more pronounced for Ni. Multiple evaluation methods including geo-accumulation index, risk assessment code, modified potential ecological risk index, etc., consistently indicated that pollution levels and ecological risks in the entire bay were generally classified as medium-low. However, non-carcinogenic risks of Co for children and carcinogenic risks of Ni for adults exceeded safety thresholds. Terrestrial weathering processes and industrial activities primarily contributed to the presence of these elements, while their distributions were mainly influenced by organic matter.

Potentially toxic elements (PTEs) in seawater and sediments may be amplified along the aquatic food chain, posing a health threat to humans. This study comprehensively analyzed the concentrations, distribution, potential sources, and health risk of 7 PTEs in multimedia (seawater, sediment and organism) in typical subtropical bays in southern China. The results indicated that Zn was the most abundant element in seawater, and the average concentration of Cd in sediment was 3.93 times higher than the background value. Except for As, the seasonal differences in surface seawater were not significant. The content of Zn in fishes, crustacea, and shellfish was the highest, while the contents of Hg and Cd were relatively low. Bioaccumulation factor indicated that Zn was a strongly bioaccumulated element in seawater, while Cd was more highly enriched by aquatic organisms in sediment. According to principal component analysis (PCA), and positive matrix factorization (PMF), the main sources of PTEs in Quanzhou Bay were of natural derivation, industrial sewage discharge, and agricultural inputs, each contributing 40.4 %, 24.2 %, and 35.4 %, respectively. This study provides fundamental and significant information for the prevention of PTEs contamination in subtropical bays, the promotion of ecological safety, and the assessment of human health risk from PTEs in seafood.

Abstract Current treatments for skin wounds typically involve multiple surgical procedures that require complex processes and expensive costs, making it difficult to achieve timely treatment in field environments. We developed an innovative in situ printing method, utilizing robotic arm control, to address the significant challenges of large-scale skin wound repair resulting from natural disasters such as earthquakes, fires, and explosions during relief efforts. Our portable 3D printing equipment, which integrates debridement, precise 3D scanning and modeling of wounds, and compatibility with cell-loaded bioink, facilitates rapid repair of large-area skin wounds in specialized field environments. Compared with traditional methods, this in situ printing method has significant advantages, including the ability to customize treatment according to the unique needs of the wound, achieve rapid healing, and the potential to reduce the total cost. We conducted experiments on rats with full-thickness dorsal skin defects and compared the performance of in situ bioprinting method with commercial skin defect repair dressings. Our results demonstrate that the in situ bioprinted skin achieved faster wound healing and more uniform re-epithelialization than the commercial dressing treatment. This study demonstrates the potential of in situ bioprinting method as a promising and effective strategy for rapid skin wound healing, especially for patients in remote environments where traditional wound treatment methods may not be readily available or practical.

A Gram-stain-negative, red pigment-producing, aerobic, and rod-shaped bacterial strain (A2-2 T ) was isolated from a bleached scleractinian coral ( Porites lutea ). Strain A2-2 T grew with 1.0–7.0 % (w/v) NaCl (optimum, 3.0 %), at pH 6.0–11.0 (optimum, pH 8.0), and at 18–41 °C (optimum, 35 °C). Results of phylogenetic analysis based on 16S rRNA gene sequences suggested that strain A2-2 T fell within the genus Spartinivicinus and was closely related to Spartinivicinus ruber S2-4-1H T (98.1 % sequence similarity) and Spartinivicinus marinus SM1973 T (98.0 % sequence similarity). The predominant cellular fatty acids of strain A2-2 T were C 16 : 0 (31.0 %), summed feature 3 (29.0 %), summed feature 8 (11.7 %), C 12 : 0 3-OH (6.4 %), and C 10 : 0 3-OH (5.5 %), while the major respiratory quinone was Q-9. The polar lipids mainly comprised phosphatidylethanolamine, phosphatidylglycerol, diphosphatidylglycerol, and an unidentified phospholipid. The genome size of strain A2-2 T was 6.8 Mb, with a G+C content of 40.2 mol%. The DNA–DNA hybridization value was 24.2 % between A2-2 T and S. ruber S2-4-1H T and 36.9 % between A2-2 T and S. marinus SM1973 T , while the average nucleotide identity values were 80.1 and 88.8 %, respectively. Based on these findings, strain A2-2 T could be recognized to represent a novel species of the genus Spartinivicinus , for which the name Spartinivicinus poritis sp. nov. is proposed. The type strain is A2-2 T (=MCCC 1K08228 T =KCTC 8323 T ).