The prevalence of pathogenic genes and genetic relationship of Salmonella Weltevreden and Salmonella Typhimurium isolated from pigs, environment, and wild animals in Vinh Long province

Ly Thi Lien Khai * , Nguyen Dang Khoa , Lam Ngoc Diep and Nguyen Khanh Thuan

* Corresponding author (ltlkhai@ctu.edu.vn)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Received: 02 Jul 2020
Revised: 12 Aug 2020
Accepted: 28 Dec 2020
Published: 28 Dec 2020
Title: The prevalence of pathogenic genes and genetic relationship of Salmonella Weltevreden and Salmonella Typhimurium isolated from pigs, environment, and wild animals in Vinh Long province
DOI: 10.22144/ctu.jvn.2020.148
Views
368
Downloads
333
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC
How to Cite
Khai, L. T. L., Khoa, N. Đ., Điệp, L. N., & Thuận, N. K. (2020). The prevalence of pathogenic genes and genetic relationship of Salmonella Weltevreden and Salmonella Typhimurium isolated from pigs, environment, and wild animals in Vinh Long province. CTU Journal of Science, 56(6), 104-118. https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2020.148
Issue
Vol. 56 No. 6 (2020)
Section
Animal and Veterinary

Abstract

The study was conducted the presence of virulent genes and genetic relationship of S. Weltevreden and S. Typhimurium in pigs, husbandry environment, and wild animals in Vinh Long province. The PCR assay was used for determing the prevalence of pathogenic genes in 22 S. Weltevreden isolates and 19 S. Typhimurium isolates. The results of PCR showed the presence of 6/6 virulent genes surveyed from the two strains, in which gene sopB occupied the highest proportion in both S. Weltevreden (81.82%) and S. Typhimurium (94.74%). The ERIC-PCR method was done to clarify the genetic relationship of S. Weltevreden and S. Typhimurium, it indicated that S. Weltevrenden and S. Typhimurium isolates showed a relatively close genetic relationship. S. Weltevreden strains showed high phenotype diversity (21 phenotypes) and cross-infection through feces, waste water, cockroaches and especially from lizards which were considered as concerned hosts. S. Typhimurium strains also showed phenotype diversity (17 phenotypes) and cross-contamination through feces, insects such as flies and ants.
Keywords: Genetic relationship, S. Typhimurium, S. Weltevreden, swine, Vinh Long, virulent genes

Tóm tắt

Nghiên cứu nhằm khảo sát sự hiện diện của gene độc lực và quan hệ di truyền của hai chủng   S. Weltevreden và S. Typhimurium phân lập trên heo, môi trường và động vật hoang dã tại tỉnh Vĩnh Long. Kỹ thuật PCR được sử dụng để xác định sự hiện diện của các gene độc lực trên 22 chủng S. Weltevreden và 19 chủng S. Typhimurium. Kết quả cho thấy có sự hiện diện 6/6 gene độc lực được khảo sát trên hai chủng vi khuẩn này, trong đó gene sopB chiếm tỷ lệ cao nhất ở cả S. Weltevreden (81,82%) và S. Typhimurium (94,74%). Ứng dụng phương pháp ERIC-PCR trong nghiên cứu này để xác định mối quan hệ di truyền của các chủng S. Weltevreden và S. Typhimurium cho thấy các chủng phân lập được có mối quan hệ di truyền tương đồng khá cao. Các chủng S. Weltevreden đa dạng với 21 kiểu hình và có khả năng vấy nhiễm qua phân, nước thải, gián và đặc biệt từ thằn lằn là loài động vật trung gian đáng quan tâm. S. Typhimurium cũng có sự đa dạng về kiểu hình di truyền (17 kiểu hình) và có thể nhiễm qua phân, côn trùng như ruồi, kiến.
Từ khóa: Heo, gene độc lực, quan hệ di truyền, S. Typhimurium, S. Weltevreden, Vĩnh Long

Article Details

References

Almeida, F., Medeiros, M.I.C., Kich, J.D., and Falcão, J.P., 2016. Virulence‐associated genes, antimicrobial resistance and molecular typing of SalmonellaTyphimurium strains isolated from swine from 2000 to 2012 in Brazil. Journal of Applied Microbiology. 120(6): 1677-1690.DOI: 10.1111/jam.13110

Amavisit, P., Lightfoot, D., Browning, G. F., and Markham, P. F., 2003. Variation between pathogenic serovars within Salmonella pathogenicity islands. Journal of Bacteriology. 185(12): 3624-3635.doi: 10.1128/JB.185.12.3624-3635.2003

Ammendola, S., Ajello, M., Pasquali, P., et al., 2005. Differential contribution of sodC1 and sodC2 to intracellular survival and pathogenicity of Salmonella enterica serovar Choleraesuis. Microbes and Infection. 7(4): 698-707. https://doi.org/10.1016/j.micinf.2005.01.005

Antony, B., Dias, M., Shetty, A. K., and Rekha, B., 2009. Food poisoning due to Salmonella enterica serotype Weltevreden in Mangalore. Indian Journal of Medical Microbiology. 27(3): 257-258. DOI: 10.4103/0255-0857.53211

Boyen, F., Haesebrouck, F., Maes, D., Immerseel, F.V., Ducatelle, R., and Pasmans. F., 2008. Non-typhoidal Salmonellainfections in pigs: A closer look at epidemiology, pathogenesis and control. Veterinary Microbiology. 130(1-2): 1-9. doi: 10.1016/j.vetmic.2007.12.017.

Capuano, F., Mancusi, A., Capparelli, R., Esposito, S., and Proroga, Y.T.R., 2013. Characterization of drug resistance and virulotypes of Salmonellastrains isolated from food and humans. Foodborne Pathogens and Disease. 10(11): 963-968. DOI: 10.1089/fpd.2013.1511

Corrente, M., Totaro, M., Martella, V. et al., 2006. Reptile associated salmonellosis in man, Italy. Emerging Infectious Diseases Journal. 12(2): 358-359. https://dx.doi.org/10.3201/eid1202.050692.

Craciunas, C., Keul, A.L., Flonta, M., and Cristea, M., 2012. DNA-based diagnostic tests for Salmonellastrains targeting hilA, agfA, spvCand sefgenes. Journal of Environmental Management. 95 Supplement: 15-18. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2010.07.027

Fazl, A. A., Salehi, T. Z., Jamshidian, M., Amini, K., and Jangjou, A. H., 2013. Molecular detection of invA, ssaP, sseCand pipB genes in Salmonella Typhimurium isolated from human and poultry in Iran. African Journal of Microbiology Research. 7(13): 1104-1108. https://doi.org/10.5897/AJMR12.1576

Huehn, S., La Ragione, R. M., Anjum, M. et al., 2010. Virulotyping and antimicrobial resistance typing of Salmonella entericaserovars relevant to humanhealth in Europe. Foodborne Pathogens and Disease. 7(5): 523-535. DOI: 10.1089/fpd.2009.0447

Hulton, C.S., Higgins, C.F., and Sharp, P.M., 1991. ERIC sequences: a novel family of repetitive elements in the genomes of Escherichia coli, SalmonellaTyphimurium and other Enterobacteria. Molecular Microbiology. 5(4): 825-834. doi: 10.1111/j.1365-2958.1991.tb00755.x.

Humphries, A.D., Townsend, S.M., Kingsley, R.A., Nicholson, T.L., Tsolis, R.M., and Bäumler, A. J., 2001. Role of fimbriae as antigens and intestinal colonization factors of Salmonellaserovars. FEMS Microbiology Letters. 201(2): 121-125. https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2001.tb10744.x

Hur, J., Choi, Y.Y., Park, J.H. et al.,2011. Antimicrobial resistance, virulence-associated genes, and pulsed-field gel electrophoresis profiles of Salmonella entericasubsp. enterica serovar Typhimurium isolated from piglets with diarrhea in Korea. Canadian Journal of Veterinary Research. 75(1): 49-56. PMCID: PMC3003562

Huỳnh Thị Thúy An, 2018. Khảo sát sự lưu hành của vi khuẩn SalmonellaWeltevreden và SalmonellaTyphimurium trên heo và môi trường tại một số cơ sở chăn nuôi thuộc tỉnh Vĩnh Long.Thạc sĩ. Trường Đại học Cần Thơ. Thành phố Cần Thơ, Việt Nam.

Khoo, C.H., Cheah, Y.K., Lee, L.H. et al., 2009. Virulotyping of Salmonella enterica subsp. entericaisolated from indigenous vegetables and poultry meat in Malaysia using multiplex-PCR. Antonie van Leeuwenhoek. 96(4): 441-457. doi: 10.1007/s10482-009-9358-z.

Millemann, Y., Lesage-Descauses, M.C., Lafont, J.P., and Chaslus-Dancla, E., 1996. Comparison of random amplified polymorphic DNA analysis and enterobacterial repetitive intergenic consensus-PCR for epidemiological studies of Salmonella. FEMS Immunology and Medical Microbiology. 14(2-3): 129-134. doi: 10.1111/j.1574-695X.1996.tb00279.x.

Nayak, R., Stewart, T., Wang, R. F., Lin, J., Cerniglia, C. E., and Kenney, P. B., 2004. Genetic diversity and virulence gene determinants of antibiotic-resistance Salmonella isolated from preharvest turkey production sources. International Journal of Food Microbiology. 91(1): 51-62. doi: 10.1016/S0168-1605(03)00330-1.

Neto, O.C. de F., Filho, R.A.C.P., Barrow, P., and Junior, A.B., 2010. Sources of human non-typhoid salmonellosis: a review. Brazilian Journal of Poultry Science. 12(1):1-11. https://doi.org/10.1590/S1516-635X2010000100001

Ranjbar, R., Naghoni, A., Yousefi, S., Ahmadi, A., Jonaidi, N., and Panahi, Y., 2013. The study of genetic relationship among third generation cephalosporin-resistant Salmonella entericastrains by ERIC-PCR. The Open Microbiology Journal. 7: 142-145. doi: 10.2174/1874285801307010142. eCollection 2013.

Sahilah, A.M., Son, R., Rusul, G. et al., 2000. Molecular typing of SalmonellaWeltevreden and Salmonellachincol by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) and enterobacterial repetitive intergenic consensus-polymerase chain reaction (ERIC-PCR). World Journal of Microbiology and Biotechnology. 16(7): 621-624. https://doi.org/10.1023/A:1008967914499

Sokal, R.R., Michener, C.D., Sokal R. et al., 1958. A statistical method for evaluating systematic relationships. The University of Kansas Science Bulletin. 38(22): 1409-1438.

Soumet, C., Ermel, G., Fach, P., and Colin, P., 1994. Evaluation of different DNA extraction procedures for the detection of Salmonellafrom chicken products by polymerase chain reaction. Letters in Applied Microbiology. 19(5): 294-298. doi: 10.1111/j.1472-765x.1994.tb00458.x.

Swamy, S.C., Barnhart, H.M., Lee, M.D., and Dreesen, D.W., 1996. Virulence determinants invA and spvC in salmonellae isolated from poultry products, wastewater, and human sources. Applied and Environment Microbiology. 62(10): 3768-3771.https://doi.org/10.1128/AEM.62.10.3768-3771.1996

Trương Anh Thy, 2018. Khảo sát sự lưu hành và tính đề kháng kháng sinh của vi khuẩn Salmonella Weltevreden và Salmonella Typhymurium trên heo và môi trường tại một số trại heo tỉnh Hậu Giang. Thạc sĩ. Trường Đại học Cần Thơ. Thành phố Cần Thơ, Việt Nam.

Weigel, R.M., Qiao, B., Teferedegne, B. et al.,2004. Comparison of pulsed field gel electrophoresis and repetitive sequence polymerase chain reaction as genotyping methods for detection of genetic diversity and inferring transmission of Salmonella. Veterinary microbiology. 100(3-4): 205-217. https://doi.org/10.1016/j.vetmic.2004.02.009

Zhou, Z., Jin, X., Zheng, H. et al., 2018. The prevalence and load of Salmonella, and key risk points of Salmonella contamination in a swine slaughterhouse in Jiangsu province, China. Food Control. 87: 153-160. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2017.12.026