Identification of Chryseobacterium C-2 Strain Isolated From Rainbow Trout From 16S rRNA Sequence To Whole Genome Analysis


Creative Commons License

Satıcıoğlu İ. B.

14. ULUSAL VETERİNER MİKROBİYOLOJİ KONGRESİ, Konya, Turkey, 13 October - 16 November 2020, pp.81-82

  • Publication Type: Conference Paper / Summary Text
  • City: Konya
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.81-82

Abstract

Aim: Members of the genus Chryseobacterium have emerged as opportunistic fish pathogens on multiple continents. During the last ten years alone, numerous novel Chryseobacterium spp. was described and recovered from systemically infected fishes exhibiting clinical disease signs worldwide. In this study, C-2 isolate was recovered from rainbow trout (5g) exhibiting clinical signs such as darkening of the skin color and exophthalmia. It was aimed to determine virulence and antimicrobial resistance genes (AMR), genome size, and exact identification with detailed whole-genome sequence analysis of the Chryseobacterium sp. C-2 genome. Material and Methods: Samples were taken from kidney and cultured on tryptone yeast extract salts (TYES) agar 22°C for 48h. Identification and sequence analysis was performed at the 16S rRNA gene region using universal primers 27F and 1492R. Next-generation genome sequencing of C-2 isolate was performed on an Illumina NovaSeq 6000 platform as pairedend (PE) 2x150 base reads with a 500-cycle MiSeq reagent kit. The high-quality reads of C-2 were assembled into contigs by de novo assembly using the SPAdes assembler 3.13.0. Genome-based species delineation of C-2 was done with Automated Multi-Locus Species Tree (autoMLST, https://automlst.ziemertlab.com) and Type Strain Genome Server (https://tygs.dsmz.de/). AMR and virulence genes in the C-2 genome were identified using the Virulence Factor Database (VFDB) and NCBI-reference antimicrobial resistance genes database. Results: The 16S rRNA sequence of C-2 isolate has similarities with the C. balustinum (99.34%) in the GenBank database. The genome structure of the C-2 was found a total of 26.242.616 reading and assembled in 4.942.490 base. According to genome-based species delineation, DNA-DNA hybridization (DDH) and Average Nucleotide Identity (ANI) values of the C-2 strain against the closest C. balustinum were found 38.3% and 89.34%, respectively.Since these results were below the threshold values, the C-2 isolate was a novel Chryseobacterium strain. 23 virulence and eight putative AMR genes were detected in the genome of the C-2 strain.The results of this study show that the identification of Chryseobacterium species with 16S rRNA is not reliable, and Whole Genome analysis is needed for exact identification. In the subsequent studies, it is planned to describe and name of the C-2 isolate as a putative novel species.

Amaç: Chryseobacterium genusunda bulunan türler, birçok kıtada fırsatçı balık patojenleri olarak bildirilmiştir. Yalnızca son on yılda, birçok yeni Chryseobacterium türü klinik belirtiler gösteren sistemik olarak enfekte balıklardan izole edilmiş ve tanımlanmıştır. Bu çalışmada, C2 izolatı, renkte kararma, ekzoftalmus gibi klinik belirtiler gösteren gökkuşağı alabalığından (5g) izole edildi. Bu çalışmada C-2 izolatının identifikasyonu, virülans ve antimikrobiyal direnç genlerinin (AMR) tüm genom dizi analizi ile belirlenmesi amaçlanmıştır. Gereç ve yöntem: Klinik bulgular gösteren 5 g ağırlığındaki gökkuşağı alabalığının ön böbreğindenörneklem yapılarak tryptone yeast extract salts (TYES) agara ekim yapılarak 22°C'de 48 saat inkubasyona bırakıldı.16S rRNA gen bölgesi ile yapılan dizi analizinde 27F ve 1492R universal primerler kullanıldı. C-2 suşunun yeni nesil genom dizilimi, Illumina NovaSeq 6000 platformunda, 500 döngülü bir MiSeq reaktif kiti ile 2x150 (PE) bp olacak şekilde okumalar elde edildi. Elde edilen okumalar trimlendikten sonra SPAdes assembler (version 3.13.0) algoritması kullanılarak birleştirildi. C-2'nin genoma dayalı tür tanımlaması, Automated Multi-Locus Species Tree (autoMLST, https://automlst.ziemertlab.com) ve Tip Suş Genom Sunucusu (https://tygs.dsmz.de/) kullanılarak yapılmıştır. C-2 genomundaki AMR ve virülans genleri, Virülans Faktör Veritabanı (VFDB) ve NCBI referans antimikrobiyal direnç genleri veritabanı kullanılarak tanımlanmıştır. Sonuçlar: C-2 izolatının16S rRNA dizisi, GenBank veri tabanında kayıtlı C. balustinum ile % 99.34 benzerliğe sahip olduğu bulunmuştur. Yeni nesil genom dizilimi analizi sonrasında C-2 suşu genomundan toplam 26.242.616 okuma elde edildi ve 4.942.490 bp uzunluğundaki total genomu birleştirildi. Genoma dayalı tür tanımlama analizine göre C-2 izolatının en yakın C. balustinum'a karşı DNA-DNA hibridizasyonu (DDH) ve Ortalama Nükleotid Özdeşliği (ANI) değerleri sırasıyla %38.3 ve %89.34 bulunmuştur. Bu sonuçlar tür tanımlamadaki eşik değerlerinin altında olduğundan, C-2 izolatının yeni bir Chryseobacterium sp. türü olduğu tespit edilmiştir. C-2 izolatının genomunda 23 virülans ve sekiz AMR geni tespit edilmiştir. Bu çalışmanın sonuçları, Chryseobacterium türlerinin 16S rRNA ile tanımlanmasının güvenilir olmadığını ve tam tanımlama için tüm genom analizine ihtiyaç duyulabildiğini göstermektedir. Sonraki çalışmalarda yeni bir tür olarak C-2 izolatının tanımlanması ve isimlendirilmesinin yapılması planlanmaktadır.