Population genetic and evolution analysis of Vibrio isolated from Turkish fish farms

The genus Vibrio includes important pathogenic species for human and aquatic organisms such as Vibrio cholera, V. parahaemolyticus, V. vulnificus, V. anguillarum or V. harveyi. At present, Vibrionaceae family consists of >190 described species, classified into nine genera. Vibrio are widespread in shellfish, finfish and marine ecosystems and show resourceful ecologies, which recognized as one of the most diverse bacterial groups for illuminating the genome evolution. In the present study, to clarify the relationship among aquatic species in the genus, a multilocus sequence analysis (MLSA) and typing (MLST) approach was applied to characterize 51 Vibrio isolates from Turkish fish farms, 146 strains deposited in the PubMLST database and 59 type strains from GenBank. For all studied isolates (n = 256), diversity analysis, population structure, determination of recombination, demographic history and gene flow were performed based on the MLST scheme. Vibrio isolates, subjected to the study, showed a high diversity within the Vibrio population and also genetic interactions into the genus. We found 17 new described sequence types by MLST analysis that were isolated from rainbow trout, sea bream and sea bass in Turkish fish farms, which clearly indicate that the genes underwent recombination frequently. While predominant sequence types were found in the presented study, differences of genotypes need to be evaluated in a disease situation or preventing measurements. The findings about genetic recombination possibly helps to understand differences of Vibrio infections in fish. Furthermore, elucidating of genetic variability within species shed light on providing effective measurements in aquaculture by vaccine production and drug applicationsThis research was supported by the Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK) [No: 118O420]. This research was carried out in accordance with the ethical standards of the 2012-14/04 Local Ethics Commission report. We are pleased to Dollvet Veterinary Vaccine Pharmaceutical Biological Substance Production Industry and Trade Inc. for supporting us with strainsS

Description of a Novel Fish Pathogen, Plesiomonas shigelloides subsp. oncorhynchi, Isolated from Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss): First Genome Analysis and Comparative Genomics

Plesiomonas shigelloides is the only species in its genus, and has zoonotic importance due to the serious implications resulting from the consumption of contaminated seafood. This is the first report on the genomic features of the whole-genome sequence (WGS) of P. shigelloides strain V-78, recovered from diseased rainbow trout, Oncorhynchus mykiss. The genome of P. shigelloides V-78 consists of 4,478,098 base pairs (bp), which encode 3730 proteins, and has a G + C content of 51.1%. The bioinformatics analysis of WGS of V-78 confirmed the presence of 121 tRNA genes and 42 rRNA genes (15 genes for 5S rRNA, 13 genes for 16S rRNA, and 14 genes for 23S rRNA). Comprehensive genome analyses revealed that the strain encodes for secondary metabolites, antimicrobial resistance, and virulence genes. The strain V-78 has 31 known antibiotic resistance models, which encode many antimicrobial resistances. In addition, strain V-78 has 42 different virulence genes, such as adhesion, secretion system, and motility. The digital DNA–DNA hybridization value against P. shigelloides NCTC 10360 was 74.2%, while the average nucleotide identity value was 97.1%. Based on the scrutinized analysis of genomic data, strain V-78 should be considered a novel subspecies of P. shigelloides, for which Plesiomonas shigelloides subsp. oncorhynchi is proposed.This research was funded by Bursa Uludag University grant number TGA-2022-1052.Peer reviewe

<p>Description of the two novel species of the genus Helicobacter: Helicobacter anatolicus sp. nov., and Helicobacter kayseriensis sp. nov., isolated from feces of urban wild birds</p>

A total of 26 Gram-negative, motile, gently curved, and rod-shaped isolates were recovered, during a study to determine the faeco-prevalence of Helicobacter spp. in urban wild birds. Pairwise comparisons of the 16S rRNA gene sequences indicated that these isolates belonged to the genus Helicobacter and phylogenetic analysis based on the 16S rRNA gene sequences showed that the isolates were separated into two divergent groups. The first group consisted of 20 urease-positive isolates sharing the highest 16S rRNA gene sequence identity levels of 98.5-98.6% to H. mustelae ATCC 43772(T), while the second group contained six urease-negative isolates with the sequence identity level of 98.5% to the type strain of H. pametensis ATCC 51478(T). Five isolates were chosen and subjected to comparative whole-genome analysis. The phylogenetic analysis of the 16S rRNA, gyrA and atpA gene sequences showed that Helicobacter isolates formed two separate phylogenetic clades, differentiating the isolates from the other Helicobacter species. Digital DNA-DNA hybridization (dDDH) and average nucleotide identity (ANI) analyses between strains faydin-H8(T), faydin-H23(T) and their close neighbors H. anseris MIT 04-9362(T) and H. pametensis ATCC 51478(T), respectively, confirmed that both strains represent novel species in the genus Helicobacter. The DNA G+C contents of the strains faydin-H8(T) and faydin-H23(T) are 32.0% and 37.6%, respectively. The results obtained for the characterization of the wild bird isolates indicate that they represent two novel species, for which the names Helicobacter anatolicus sp. nov., and Helicobacter kayseriensis sp. nov., are proposed, with faydin-H8(T)(=LMG 32237(T) = DSMZ 112312(T)) and faydin-H23(T)(=LMG 32236(T) = CECT 30508(T)) as respective type strains. (C) 2022 Elsevier GmbH. All rights reserved

Diversidad del género Pseudomonas en piscifactorías de Turquía

Trabajo presentado en la XVIII Reunión del Grupo de Taxonomía, Filogenia y Biodiversidad de la Sociedad Española de Microbiología (XVIII TAXON), celebrada online del 21 al 23 de octubre de 2020.Pseudomonas es el género que presenta el mayor número de especies dentro de las bacterias Gram negativas. Se distinguen varios grupos filogenéticos, siendo el de Pseudomonas fluorescens el mayoritario. Se ha realizado un estudio de la presencia de especies del género Pseudomonas en centros de acuicultura de Turquía entre los años 2013 a 2018. Se han aislado 90 cepas de Pseudomonas en agar TSA y agar sangre cultivadas a 28 ºC durante 24-48 horas. Los análisis por secuencia del ARN ribosómico 16S indicaron que 51 de los aislados correspondían a especies conocidas del género Pseudomonas. El análisis del gen de la subunidad D del factor sigma 70, rpoD, puso de manifiesto la presencia de posibles nuevas especies. El análisis multigénico de secuencias (MLSA) de los genes ARN ribosómico 16S, gyrB, rpoB y rpoD permitió identificar 51 aislados mayoritariamente dentro del grupo fluorescens: 18 P. haemolytica, 12 P. meridiana, 8 P. lactis, 3 P. migulae, 3 P. weihenstephanensis, 2 P. mandelii, 1 P. fluorescens, 1 P. simiae, 1 P. lurida, 1 P. lundensis y 1 P. proteolytica. Otros 29 aislados presentaron porcentajes entre 90-96 % en el análisis de semejanza de sus secuencias nucleotídicas del gen rpoD, valores por debajo de los valores establecidos para cepas de una misma especie en el género Pseudomonas y que supondrían unas seis posibles nuevas especies. Se han caracterizado taxonómicamente 13 aislados de una de estas posibles nuevas especies. La especie más próxima en el análisis MLSA fue P. baetica (P. koreensis SG) con una similitud del 95.5-95.0%. Los análisis de ácidos grasos son los característicos del género. Los perfiles proteicos por WC-MALDI-TOF MS ubican a los aislados en el subgrupo de P. koreensis. Los análisis genómicos separan estas cepas en dos posibles nuevas especies con valores de ANIb del 94.0-93.7% y GGDC del 58.6 -58.2% entre ambas. Los valores de ANIb y GGDC son de 88.2-88.0 y 36.4-36.7% respectivamente con P. baetica. Se proponen dos nuevas especies: P. anatoliensis, con P9T como representante y P. iridis, con P42T como representante. Estos resultados indican que más de la tercera parte de los aislados corresponden a posibles nuevas especies, indicando que la diversidad en el grupo de P. fluorescens sigue aumentando, pese al gran número de especies que lo componen.Peer reviewe

Diversidad del género Pseudomonas en piscifactorías de Turquía

Trabajo presentado en la XVIII Reunión del Grupo de Taxonomía, Filogenia y Biodiversidad de la Sociedad Española de Microbiología (XVIII TAXON), celebrada online del 21 al 23 de octubre de 2020.Pseudomonas es el género que presenta el mayor número de especies dentro de las bacterias Gram negativas. Se distinguen varios grupos filogenéticos, siendo el de Pseudomonas fluorescens el mayoritario. Se ha realizado un estudio de la presencia de especies del género Pseudomonas en centros de acuicultura de Turquía entre los años 2013 a 2018. Se han aislado 90 cepas de Pseudomonas en agar TSA y agar sangre cultivadas a 28 ºC durante 24-48 horas. Los análisis por secuencia del ARN ribosómico 16S indicaron que 51 de los aislados correspondían a especies conocidas del género Pseudomonas. El análisis del gen de la subunidad D del factor sigma 70, rpoD, puso de manifiesto la presencia de posibles nuevas especies. El análisis multigénico de secuencias (MLSA) de los genes ARN ribosómico 16S, gyrB, rpoB y rpoD permitió identificar 51 aislados mayoritariamente dentro del grupo fluorescens: 18 P. haemolytica, 12 P. meridiana, 8 P. lactis, 3 P. migulae, 3 P. weihenstephanensis, 2 P. mandelii, 1 P. fluorescens, 1 P. simiae, 1 P. lurida, 1 P. lundensis y 1 P. proteolytica. Otros 29 aislados presentaron porcentajes entre 90-96 % en el análisis de semejanza de sus secuencias nucleotídicas del gen rpoD, valores por debajo de los valores establecidos para cepas de una misma especie en el género Pseudomonas y que supondrían unas seis posibles nuevas especies. Se han caracterizado taxonómicamente 13 aislados de una de estas posibles nuevas especies. La especie más próxima en el análisis MLSA fue P. baetica (P. koreensis SG) con una similitud del 95.5-95.0%. Los análisis de ácidos grasos son los característicos del género. Los perfiles proteicos por WC-MALDI-TOF MS ubican a los aislados en el subgrupo de P. koreensis. Los análisis genómicos separan estas cepas en dos posibles nuevas especies con valores de ANIb del 94.0-93.7% y GGDC del 58.6 -58.2% entre ambas. Los valores de ANIb y GGDC son de 88.2-88.0 y 36.4-36.7% respectivamente con P. baetica. Se proponen dos nuevas especies: P. anatoliensis, con P9T como representante y P. iridis, con P42T como representante. Estos resultados indican que más de la tercera parte de los aislados corresponden a posibles nuevas especies, indicando que la diversidad en el grupo de P. fluorescens sigue aumentando, pese al gran número de especies que lo componen.Peer reviewe

First occurrence and whole-genome comparison of Pseudomonas haemolytica isolated in farmed rainbow trout

The isolation of Pseudomonas haemolytica from different habitats as well as its distribution over a wide geographical area, possible reservoir role for antibiotic resistance and zoonotic potential, all require the detailed characterization of P. haemolytica strains. In the present study, we describe 18 phenotypically similar strains isolated from the rainbow trout, Oncorhynchus mykiss (Walbaum, 1792). The strains were collected from seemingly healthy, symptomatic or moribund rainbow trout of all sizes, from fry to broodstock. The strains were morphologically, phenotypically (API20 NE and VITEK 2) and chemotaxonomically characterized by their methyl-fatty acid content (FAME), and mass spectrometry (MALDI-TOF) by their protein profiles. The 16S rRNA sequence similarity values grouped them into the Pseudomonas fluorescens phylogenetic group of species. The 18 strains were compared to 6 other previously described P. haemolytica strains, 2 of which were isolated from milk products and 4 from chicken products. A multilocus sequence analysis was performed for all strains. Strain P45 was selected to represent the 18 new isolates for genomic comparisons by ANIb, and GGDC was used to confirm the identification at species level. The presence of genes related to antimicrobial resistance, secretion systems and virulence was also assessed using comparative genomic analyses. This is the first comprehensive report on P. haemolytica strains isolated from fish.The research was supported by TUBITAK under project number: 118O420

Diversidad del género Pseudomonas en piscifactorías de Turquía

Trabajo presentado en la XVIII Reunión del Grupo de Taxonomía, Filogenia y Biodiversidad de la Sociedad Española de Microbiología (XVIII TAXON), celebrada online del 21 al 23 de octubre de 2020.Pseudomonas es el género que presenta el mayor número de especies dentro de las bacterias Gram negativas. Se distinguen varios grupos filogenéticos, siendo el de Pseudomonas fluorescens el mayoritario. Se ha realizado un estudio de la presencia de especies del género Pseudomonas en centros de acuicultura de Turquía entre los años 2013 a 2018. Se han aislado 90 cepas de Pseudomonas en agar TSA y agar sangre cultivadas a 28 ºC durante 24-48 horas. Los análisis por secuencia del ARN ribosómico 16S indicaron que 51 de los aislados correspondían a especies conocidas del género Pseudomonas. El análisis del gen de la subunidad D del factor sigma 70, rpoD, puso de manifiesto la presencia de posibles nuevas especies. El análisis multigénico de secuencias (MLSA) de los genes ARN ribosómico 16S, gyrB, rpoB y rpoD permitió identificar 51 aislados mayoritariamente dentro del grupo fluorescens: 18 P. haemolytica, 12 P. meridiana, 8 P. lactis, 3 P. migulae, 3 P. weihenstephanensis, 2 P. mandelii, 1 P. fluorescens, 1 P. simiae, 1 P. lurida, 1 P. lundensis y 1 P. proteolytica. Otros 29 aislados presentaron porcentajes entre 90-96 % en el análisis de semejanza de sus secuencias nucleotídicas del gen rpoD, valores por debajo de los valores establecidos para cepas de una misma especie en el género Pseudomonas y que supondrían unas seis posibles nuevas especies. Se han caracterizado taxonómicamente 13 aislados de una de estas posibles nuevas especies. La especie más próxima en el análisis MLSA fue P. baetica (P. koreensis SG) con una similitud del 95.5-95.0%. Los análisis de ácidos grasos son los característicos del género. Los perfiles proteicos por WC-MALDI-TOF MS ubican a los aislados en el subgrupo de P. koreensis. Los análisis genómicos separan estas cepas en dos posibles nuevas especies con valores de ANIb del 94.0-93.7% y GGDC del 58.6 -58.2% entre ambas. Los valores de ANIb y GGDC son de 88.2-88.0 y 36.4-36.7% respectivamente con P. baetica. Se proponen dos nuevas especies: P. anatoliensis, con P9T como representante y P. iridis, con P42T como representante. Estos resultados indican que más de la tercera parte de los aislados corresponden a posibles nuevas especies, indicando que la diversidad en el grupo de P. fluorescens sigue aumentando, pese al gran número de especies que lo componen.Peer reviewe

Diversidad del género Pseudomonas en piscifactorías de Turquía

Trabajo presentado en la XVIII Reunión del Grupo de Taxonomía, Filogenia y Biodiversidad de la Sociedad Española de Microbiología (XVIII TAXON), celebrada online del 21 al 23 de octubre de 2020.Pseudomonas es el género que presenta el mayor número de especies dentro de las bacterias Gram negativas. Se distinguen varios grupos filogenéticos, siendo el de Pseudomonas fluorescens el mayoritario. Se ha realizado un estudio de la presencia de especies del género Pseudomonas en centros de acuicultura de Turquía entre los años 2013 a 2018. Se han aislado 90 cepas de Pseudomonas en agar TSA y agar sangre cultivadas a 28 ºC durante 24-48 horas. Los análisis por secuencia del ARN ribosómico 16S indicaron que 51 de los aislados correspondían a especies conocidas del género Pseudomonas. El análisis del gen de la subunidad D del factor sigma 70, rpoD, puso de manifiesto la presencia de posibles nuevas especies. El análisis multigénico de secuencias (MLSA) de los genes ARN ribosómico 16S, gyrB, rpoB y rpoD permitió identificar 51 aislados mayoritariamente dentro del grupo fluorescens: 18 P. haemolytica, 12 P. meridiana, 8 P. lactis, 3 P. migulae, 3 P. weihenstephanensis, 2 P. mandelii, 1 P. fluorescens, 1 P. simiae, 1 P. lurida, 1 P. lundensis y 1 P. proteolytica. Otros 29 aislados presentaron porcentajes entre 90-96 % en el análisis de semejanza de sus secuencias nucleotídicas del gen rpoD, valores por debajo de los valores establecidos para cepas de una misma especie en el género Pseudomonas y que supondrían unas seis posibles nuevas especies. Se han caracterizado taxonómicamente 13 aislados de una de estas posibles nuevas especies. La especie más próxima en el análisis MLSA fue P. baetica (P. koreensis SG) con una similitud del 95.5-95.0%. Los análisis de ácidos grasos son los característicos del género. Los perfiles proteicos por WC-MALDI-TOF MS ubican a los aislados en el subgrupo de P. koreensis. Los análisis genómicos separan estas cepas en dos posibles nuevas especies con valores de ANIb del 94.0-93.7% y GGDC del 58.6 -58.2% entre ambas. Los valores de ANIb y GGDC son de 88.2-88.0 y 36.4-36.7% respectivamente con P. baetica. Se proponen dos nuevas especies: P. anatoliensis, con P9T como representante y P. iridis, con P42T como representante. Estos resultados indican que más de la tercera parte de los aislados corresponden a posibles nuevas especies, indicando que la diversidad en el grupo de P. fluorescens sigue aumentando, pese al gran número de especies que lo componen.Peer reviewe

Investigation of the Genus Flavobacterium as a Reservoir for Fish-Pathogenic Bacterial Species: the Case of Flavobacterium collinsii

International audienceBacteria of the genus Flavobacterium are recovered from a large variety of environments. Among the described species, Flavobacterium psychrophilum and Flavobacterium columnare cause considerable losses in fish farms. Alongside these well-known fish-pathogenic species, isolates belonging to the same genus recovered from diseased or apparently healthy wild, feral, and farmed fish have been suspected to be pathogenic. Here, we report the identification and genomic characterization of a Flavobacterium collinsii isolate (TRV642) retrieved from rainbow trout spleen. A phylogenetic tree of the genus built by aligning the core genome of 195 Flavobacterium species revealed that F. collinsii stands within a cluster of species associated with diseased fish, the closest one being F. tructae, which was recently confirmed as pathogenic. We evaluated the pathogenicity of F. collinsii TRV642 as well as of Flavobacterium bernardetii F-372T, another recently described species reported as a possible emerging pathogen. Following intramuscular injection challenges in rainbow trout, no clinical signs or mortalities were observed with F. bernardetii. F. collinsii showed very low virulence but was isolated from the internal organs of survivors, indicating that the bacterium is able to survive inside the host and may provoke disease in fish under compromised conditions such as stress and/or wounds. Our results suggest that members of a phylogenetic cluster of fish-associated Flavobacterium species may be opportunistic fish pathogens causing disease under specific circumstances. IMPORTANCE Aquaculture has expanded significantly worldwide in the last decades and accounts for half of human fish consumption. However, infectious fish diseases are a major bottleneck for its sustainable development, and an increasing number of bacterial species from diseased fish raise a great concern. The current study revealed phylogenetic associations with ecological niches among the Flavobacterium species. We also focused on Flavobacterium collinsii, which belongs to a group of putative pathogenic species. The genome contents revealed a versatile metabolic repertoire suggesting the use of diverse nutrient sources, a characteristic of saprophytic or commensal bacteria. In a rainbow trout experimental challenge, the bacterium survived inside the host, likely escaping clearance by the immune system but without provoking massive mortality, suggesting opportunistic pathogenic behavior. This study highlights the importance of experimentally evaluating the pathogenicity of the numerous bacterial species retrieved from diseased fi

Campylobacter anatolicus sp. nov., a novel member of the genus Campylobacter isolated from feces of Anatolian Ground Squirrel (Spermophilus xanthoprymnus) in Turkey

Seventy-four Gram-negative, motile, slightly curved rod-shaped, microaerophilic, oxidase-positive and catalase-negative isolates, recovered from fecal samples of the Anatolian ground squirrel (Spermophilus xanthoprymnus) in Kayseri, Turkey, were subjected to a polyphasic taxonomic study. Results of a genus-specific PCR indicated that all isolates belonged to the genus Campylobacter. 16S rRNA gene sequence analyses revealed the closest match as Campylobacter curvus DSM 6644(T) with identity levels of 96.41-96.70%. Based on the 16S rRNA gene phylogeny of the 74 isolates, six isolates (faydin-G24, faydin-G52, faydin-G105, faydin-G114, faydin-G129 and faydin-G140(T)) were chosen as representatives for further characterization. The overall genome relatedness indices for the strain faydin-G140(T), compared to the most closely related type strain C. curvus ATCC 35224(T), were calculated as 15.2%, 72.5%, and 83.7% for digital DNA-DNA hybridization (dDDH), and average nucleotide identity (ANIb and ANIm), respectively. The G+C content and genome size of the strains ranged between 35.2-35.4 mol% and 1.7-1.8 Mb, respectively. Based on data obtained from the polyphasic taxonomy approach, including phenotypic characterization as well as genomic and chemotaxonomic analyses, these strains are concluded to represent a novel species, for which the name Campylobacter anatolicus sp. nov. is proposed with faydin-G140(T) as the type strain (=DSM 112311(T) = LMG 32238(T)) (C) 2021 Elsevier GmbH. All rights reserved