The Impact of Intensive Fish Farming on Pond Sediment Microbiome and Antibiotic Resistance Gene Composition

particularly characteristic of U2 (14.0%), U8 (31.2%), and S2
(16.3%) samples. At the remaining points, the cyanobacterial
content did not exceed 5%.
The analysis of the relative abundance of the classes
(
Figure 3
, right) revealed that dominant microorganisms in
the samples belong to
alpha-proteobacteria
(3.7–23.0%),
beta-
proteobacteria
(13.9–22.8%),
gamma-proteobacteria
(7.2–19.7%),
and
delta-proteobacteria
(9.2–23.8%) classes. The abundance of
the
Acidimicrobiia
class varies from 1.0% (B7) to 5.4% (S2). Small
amount of
Thermoleophilia
(0.8–5.9%) was detected in all the
samples, as well as
Bacilli
class microorganisms (0.6–11.1%).
Frontiers in Veterinary Science | www.frontiersin.org
5
May 2021 | Volume 8 | Article 673756

---

Lastauskien ˙e et al.
Fish Farming Microbiome and Resistome
FIGURE 2 |
Distribution of heavy metals concentrations:
(A)
Co, with the highest concentration detected in U4, U3, and U2 sediment samples,
(B)
Cr, most abundant
in small nursery ponds S1, S2, and U4, U5, U3, U8,
(C)
As, mostly detected in the sediments from the main pond at B8, B7, B6, and U2 sampling point from the
unused pond,
(D)
Cu, prevalent in all the testes ponds, highest concentrations determined in U4, U5, U3, B3, B7, U8, S1 and S2 locations.
Frontiers in Veterinary Science | www.frontiersin.org
6
May 2021 | Volume 8 | Article 673756

---

Lastauskien ˙e et al.
Fish Farming Microbiome and Resistome
TABLE 1 |
Solid-phase EC
50
(mg sediment dry weight/ml), 30 min, determined
using
A. fischeri
luminescence inhibition test.
Sample
No.
EC
50
, mg dry
weight/ml, 30
min
Confidence
interval,
95%
TU (toxic
unit)
Classification
according Persoone
et al. (
23
)
C1
18.71
12.21–25.77
5.35
acute toxicity
B3
38.05
37.90–38.30
2.63
acute toxicity
B4
21.94
21.81–22.01
4.56
acute toxicity
B5
52.53
50.29–54.40
1.90
acute toxicity
B6
45.11
38.52–49.78
2.22
acute toxicity
B7
25.63
23.40–28.72
3.90
acute toxicity
B8
51.60
47.50–54.33
1.94
acute toxicity
E2
62.94
62.94–62.94
1.59
acute toxicity
TABLE 2 |
Inhibition of
A. fischeri
luminescence caused by undiluted sediment
elutriates corresponding to 75 mg sediment dry weight/ml, after 1 min incubation.
Sample No.
Inhibition
average, %
Standard
deviation
Classification
according Persoone
et al. (
23
)
C1
−
66.15
0.18
No acute toxicity
B3
−
7.70
3.48
No acute toxicity
B4
−
3.52
10.50
No acute toxicity
B5
19.59
22.33
No acute toxicity
B6
15.80
3.09
No acute toxicity
B7
38.23
4.56
Slight acute toxicity
B8
16.60
5.37
No acute toxicity
E2
−
54.94
33.33
No acute toxicity
The microbiome beta-diversity analysis results clearly
indicated the differences between the microbiota composition
of all pond sediments and entrance point, treated as a clean area
(