Antibiotic resistance associated with bacteria in irrigation water

The focus of this project was to characterize the occurrence of ESBL-­‐producing bacteria in two irrigation water ponds in Southern Sweden. Samples were taken from two ponds nearby each other, from which analyses were made based on levels of community and individual isolates. Community samples were used for attempts for characterization of resistance patterns in irrigation water using the Omnilog PM-­‐plate system. The growth of community microbiota in the presence of the following antibiotic substances was assessed; amikacin, gentamicin, kanamycin, penicillin G, ampicillin, piperacillin, trimethoprim, potassium tellurite and ciprofloxacin. Isolates were pure cultured using semi-­‐selective media: LB, Rainbow Agar, mEnterococcus, 0.1 TSA and VRBD. A total of 177 isolates were isolated randomly. Each isolate was identified using the Omnilog GENIII-­‐system of biochemical characterization. Further, the isolates were tested on Brilliance ESBL-­‐agar for their ability to grow. Out of the total number of isolates, 30 were selected, preferably Enterobacteriaceae or Pseudomonas spp., based on their high similarity to library strain during the identification in the Omnilog-­‐system. These were further characterized using Etest-­‐sticks. Three selected strains were picked for further analyses using exogenous isolation for attempts to simulate horizontal gene transfer, and Omnilog PM-­‐panels containing various antibiotics of interest. Selections of samples were chosen for molecular tests targeting plasmid-­‐borne resistance genes CTX-­‐M1, CTX-­‐M2 and SHV. The method for assessing community-­‐resistance patterns showed ambiguous data that was difficult to interpret; further optimization is recommended. For all tested PM-­‐plates, generally greatest differences between substances were found among wells with the strongest concentration of antibiotic substance. A total of 175 isolates displayed ability to grow on ESBL-­‐agar. Etests confirmed ability of isolates to resist many β-­‐lactam antibiotics and many were clinically resistant to certain substances. No plasmids were transferred during exogenous isolation. During molecular tests, a few matches were found for the CTX-­‐M1 gene. Isolates analyzed with Omnilog PM-­‐plates showed resistance to most compounds tested. The isolates showed greatest resistance toward penicillin G, ampicillin, amikacin, kanamycin and trimethoprim. In the study, it was established that resistance among bacteria was frequently occurring in the irrigation water, and β-­‐lactamase producing bacteria was very common. Extended studies are needed to assess the frequency-­‐ and occurrence of horizontal gene transfer (HGF) in this environment. Although some potential corresponding data is found, it is at this point not possible to\ud determine whether the resistances are due to antibiotics used in veterinary medicine, human medicine or one additional reason is travel and trade. in irrigation water using the Omnilog PM-­‐plate system. The growth of community microbiota in the presence of the following antibiotic substances was assessed; amikacin, gentamicin, kanamycin, penicillin G, ampicillin, piperacillin, trimethoprim, potassium tellurite and ciprofloxacin. Isolates were pure cultured using semi-­‐selective media: LB, Rainbow Agar, mEnterococcus, 0.1 TSA and VRBD. A total of 177 isolates were isolated randomly. Each isolate was identified using the Omnilog GENIII-­‐system of biochemical characterization. Further, the isolates were tested on Brilliance ESBL-­‐agar for their ability to grow. Out of the total number of isolates, 30 were selected, preferably Enterobacteriaceae or Pseudomonas spp., based on their high similarity to library strain during the identification in the Omnilog-­‐system. These were further characterized using Etest-­‐sticks. Three selected strains were picked for further analyses using exogenous isolation for attempts to simulate horizontal gene transfer, and Omnilog PM-­‐panels containing various antibiotics of interest. Selections of samples were chosen for molecular tests targeting plasmid-­‐borne resistance genes CTX-­‐M1, CTX-­‐M2 and SHV. The method for assessing community-­‐resistance patterns showed ambiguous data that was difficult to interpret; further optimization is recommended. For all tested PM-­‐plates, generally greatest differences between substances were found among wells with the strongest concentration of antibiotic substance. A total of 175 isolates displayed ability to grow on ESBL-­‐agar. Etests confirmed ability of isolates to resist many β-­‐lactam antibiotics and many were clinically resistant to certain substances. No plasmids were transferred during exogenous isolation. During molecular tests, a few matches were found for the CTX-­‐M1 gene. Isolates analyzed with Omnilog PM-­‐plates showed resistance to most compounds tested. The isolates showed greatest resistance toward penicillin G, ampicillin, amikacin, kanamycin and trimethoprim. In the study, it was established that resistance among bacteria was frequently occurring in the irrigation water, and β-­‐lactamase producing bacteria was very common. Extended studies are needed to assess the frequency-­‐ and occurrence of horizontal gene transfer (HGF) in this environment. Although some potential corresponding data is found, it is at this point not possible to determine whether the resistances are due to antibiotics used in veterinary medicine, human medicine or one additional reason is travel and trade.Målet med detta projekt var att karaktärisera förekomsten av ESBL-­‐producerande bakterier i bevattningsvatten i södra Sverige. Prover togs från två närbelägna bevattningsdammar, från vilka analyser gjordes på enskilda isolat och direkta prover. De prover som användes utan att selektera fram enskilda isolat användes för att testa-­‐ och utvärdera en metod för karakterisering av resistensmönster i bevattningsvatten med hjälp av Omnilogs system med PM-­‐plattor. I detta test bedömdes tillväxten av mikroorganismerna i närvaro av följande antibiotiska ämnen: amikacin, gentamicin, kanamycin, penicillin G, ampicillin, piperacillin, trimetoprim, kalium tellurit och ciprofloxacin. Ur samma prover isolerade enskilda isolat på följande medium: LB, Rainbow Agar, mEnterococcus, 0,1 TSA och VRBD. Totalt isolerades 177 stammar vilka plockades baserat på utseende på media, där heterogenitet i insamlat material var målet. Varje isolat identifierades med användning av Omnilog GENIII-­‐system av biokemisk karakterisering. Vidare var isolaten testades på Brilliance ESBL-­‐agar för deras förmåga att växa genom att producera betalaktamaser. Av det totala antalet isolat var valdes 30 stycken, företrädesvis Enterobacteriaceae eller Pseudomonas spp., baserat på likhet med modellorganismer under identifieringen i Omnilog-­‐systemet. Dessa isolat karaktäriserades ytterligare med Etest-­‐stickor. Utifrån dessa tester valdes tre stammar för ytterligare analyser där försök gjordes att överföra plasmider i en ansats att simulera horisontell genöverföring. Isolaten testades också med Omnilog PM-­‐paneler med olika antibiotika av intresse. Ett antal isolat valdes även för molekylära tester med PCR där man sökte efter de plasmidburna resistensgenerna CTX-­‐M1, CTX-­‐M2 och SHV. Data från tester på den totala mikrofloran var svår att tolka; för att utveckla metoden till ett tillförlitligt verktyg krävs vidare optimering. För alla test med PM-­‐plattor (total microbiota och enskilda isolat) visades största skillnader mellan olika antibiotika i brunnar med starkast koncentration. Totalt uppvisade 175 isolat förmåga att växa på ESBL-­‐agar. E-­‐tester bekräftade resistens hos isolat mot β-­‐laktam-­‐antibiotika. Många av dessa var kliniskt resistenta. Inga plasmider överfördes under exogen isolering. Under molekylära tester har några träffar för CTX-­‐M1 genen hos de utvalda isolaten, men inte för de andra generna. Isolaten som analyserades med Omnilog PM-­‐plattor visade resistens mot de flesta testade substanserna. Isolaten visade störst resistens mot penicillin G, ampicillin, amikacin, kanamycin och trimetoprim. I studien konstaterades att resistens bland bakterier var vanligt i bevattningsvattnet och att bakterier resistenta mot β-­‐laktam-­‐antibiotika var mycket vanligt. Vidare studier behövs för att bedöma frekvens-­‐och förekomsten av horisontell genöverföring (HGF) i denna miljö. Även angående utredning av orsak till uppkomsten av resistens krävs mer undersökningar. Data som erhållits skulle kunna visar att resistens finns mot substanser som är vanliga inom veterinärmedicin (t ex penicillin G). Dock är dessa substanser även vanliga inom humanmedicin vilket gör att det inte går att dra någon slutsats angående resistensens ursprung utifrån data i denna studie. Spridning av bakterier med ESBL-­‐resistens har även visats ske via människor som exponeras-­‐ och blir bärare av resistenta bakterier via exempelvis resor. Studier visar också att resistenta bakterier sprids via transport-­‐ och handel med varor och djur

Use of faba bean (Vicia faba L.) hulls as substrate for Pleurotus ostreatus – Potential for combined mushroom and feed production

A circular concept involving use of faba bean hulls for production of oyster mushrooms (Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm.) and the post-harvest residues for feed purposes was evaluated. Faba bean hulls are a waste remaining after the beans are dehulled to decrease the content of anti-nutritional factors and increase the food value of the beans. Faba bean hulls proved very suitable as substrate for production of oyster mushrooms, with biological efficiency of 109 ± 28%. The fruiting bodies produced were comparable to commercially sold mushrooms in terms of morphology, protein content, protein quality, and chemical composition. After mushroom harvest, 48.4 ± 0.6% of initial dry weight (dwt) of the substrate remained and showed significant changes in proximate composition, with an increase in protein concentration from 207.9 ± 8.6 to 346.6 ± 16.5 g kg−1 dwt and a significant increase in 14 of 16 amino acids analyzed, including methionine. Concentrations of the anti-nutritional compounds vicine and convicine were below the detection limit after mushroom harvest, while their initial concentration was 5.7 ± 0.1 and 1.4 ± 0.04 g kg−1 dwt, respectively. Tannin concentration was reduced by approximately 50%, to a final level of 9.0 ± 1.6 g kg−1 dwt. Comparison of the spent mushroom substrate with a commonly used feedstuff for pigs indicated potential for the spent substrate to be a valuable protein source in pig diets. This study demonstrates the potential for achieving complete circular use of agro waste and has implications for development of production systems well suited in the biobased society

Terroir Bjäre

Vin är en relativ ny gröda i Sverige, i och med att den är beroende av en lång växtsäsong. Bjärehalvön (Båstads kommun) är känd för sin tidiga växtsäsong (t.ex. för odling av färskpotatis) och det bidrog till att idén att provodla vitvin där. Bröddarp som ligger 3 km ifrån halvöns västra kust föddes. Fyra lokaler (försöksytor, parceller) valdes och tre typer av markskötsel (öppen jord, marktäckning med folie, marktäckning med sten) testades under etableringsfasen i syfte att förbättra platsens förutsättningar. Det långsiktiga ursprungliga målet med försöksupplägget var att studera påverkan av olika markbehandlingar på druvmognaden och –kvaliteten. Fyra vitvinssorter (Ortega, Pinot gris, Siegerrebe och Solaris) provodlades. I föreliggande rapport redovisas olika definitioner för terroir. Platsens klimatiska förutsättningar (solens instrålningsvinkel, globalstrålning, lufttemperatur, graddagar, heliotermiskt och niktotermiskt index, nederbörd, marktemperatur) analyserades. Med undantag av marktemperaturen baserades de flesta klimatiska parametrar på en tioårsperiod, från 2004-2013. Utöver detta studerades dynamiken i halten organisk substans och kvävemineralisering. Vinplantornas tillväxt och utveckling samt förmåga att motstå kyla under vintern registrerades. Däremot går föreliggande observationsförsök inte in på frågor relaterade till markens vattenförhållande – detta på grund av forskningsfinansiella överväganden. En grov skattning avminimikraven för odling av vin är enligt Müller et al. (20) • Årsmedeltemperatur ≥ 9 °C • Vegetationstidens längd (period mellan sista vårfrost till första höstfrost) > 180 dagar • Medeltemperatur under vegetationsperioden (april-oktober) ≥ 13 °C • Medeltemperatur under årets varmaste månad ≥ 18 °C • Graddagar under vegetationsperioden > 1000 • Minst 1300 soltimmar med minst 200000 J cm-2 • lägsta vintertemperatur <-20 °C. Dessa hörnsten i skattningen tar inte hänsyn till samtliga biotiska och abiotiska faktorer och samspelen dem emellan. Detta är mycket viktigt att hålla i åtanke. Vår analys visar att årsmedeltemperaturen ≥ 9 °C enbart uppnåddes enbart under tre av tio år under perioden 2004-2013. Zenitvinkeln var som högst 57°. Vegetationsperiodens längd översteg nästan alltid 180 dagar med god marginal och medeltemperaturen under perioden april-oktober var 13.35 °C. Däremot uppnåddes enbart under sex av tio år en medeltemperatur ≥ 18 °C under årets varmaste månad (juli respektive augusti). Endast år 2006 klättrade antalet graddagar > 1000. Däremot låg den heliotermiska indexen vid gränsen av odlingslämplighet för vin (HI: 1502 ± 156), och den niktotermiska indexen, d.v.s. genomsnitt av lägsta nattemperatur under september månad (CI) på 11.6 ± 1.02 °C. Antal solskenstimmar under månaderna april till oktober låg i genomsnitt >1300, men vi har inget underlag vad gäller strålningsintensiteten. Därför kan detta krav inte avgöras. Relationen mellan solskenstimmar och graddagar är en viktig avkastningsbildande parameter; och antalet solskenstimmar var alltid större än antalet graddagar. Lägsta vintertemperatur under -20 °C registrerades vid inget tillfälle. Under observationsperioden var det nästan aldrig vindstilla; den dominanta vindhastigheten låg på 5-10 m s-1. Vinden blåste främst ur sydlig, sydvästlig och västlig riktning. Marktäckning påverkade inte marktemperaturen. På så sätt fastställdes inte heller några skillnader vad gäller dynamiken i organisk substans eller halten mineraliserat kväve (ammonium, nitrat), då prover togs i två markdjup (0-30 cm; 30-60 cm). Siegerrebe och Solaris visade den starkaste respektive svagaste tillväxten under första etableringsåret. Solaris acklimatiserade sig däremot bäst till kalla betingelser och visade starkaste härdighet. För Solaris noterades också den största stamdiametern efter andra odlingsåret, medan stamdiametern hos Siegerrebe var klenast. Att döma utifrån stamdiametern var vinsorternas tillväxt bäst på på yta 3

Impact of the source of organic manure on persistence of E. coli O157:H7 gfp+ in rocket (Diplotaxis tenuifolia) and Swiss chard (Beta vulgaris cicla)

The influence of organic nitrogen sources on the establishment of E. coil 0157:H7 and the occurrence of other potentially human pathogenic bacteria on baby leaf salads was evaluated. Greenhouse-grown rocket and Swiss chard were spray-inoculated with gfp-tagged E. coil 0157:H7 twice a week from when their first true leaves reached a length of 2 cm until three days before harvest. Analysis of nitrogen content in leaves revealed differences between treatments. Untreated plants had the lowest values, followed by plants fertilized with pig hair pellets and chicken manure. The same pattern was seen for the growth medium at the day of harvest. The applied strain showed similar establishment (measured using culture-dependent methods) irrespective of treatment, but Swiss chard hosted significantly more E. coli 0157:H7 than rocket. Differences in the risk of infection were found for the crops, with plants fertilized with pig hair pellets showing a slightly higher risk. No relationship was found for total nitrogen content in leaves and colonization with E. coli 0157:H7 gfp+. Isolating dominant Enterobacteriaceae from leaves, some strains showed conformity to bacterial species that have previously been identified to influence the establishment of E. coli 0157:H7 in the phyllosphere. In this study, no inhibitory effects were observed in vitro.Colonies showing matching characteristics for Listeria spp. and Salmonella spp. were detected up to 5.5 and 5 log CFU g(-1) fresh weight, respectively. However, presumptive Listeria spp. and Salmonella spp. could not be confirmed by sequencing of the 16S rRNA gene. (C) 2017 Elsevier Ltd. All rights reserved