Changes detected in the genome sequences of Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Vibrio parahaemolyticus, and Salmonella enterica after serial subculturing

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dc.contributor.author

Petronella, Nicholas

Kundra, Palni

Auclair, Olivia

Hébert, Karine

Rao, Mary

Kingsley, Kyle

De Bruyne, Katrien

Banerjee, Swapan

Gill, Alexander

Pagotto, Franco

Tamber, Sandeep

Ronholm, Jennifer

dc.date.accessioned

2024-04-05T18:27:01Z

dc.date.available

2024-04-05T18:27:01Z

dc.date.issued

2019-07-29

dc.description - en

The authors performed a small scale daily subculturing study to benchmark the rate that mutations accumulate over time for key food pathogens: E. coli, Salmonella enterica, Listeria monocytogenes, and Vibrio parahaemolyticus. In this regard, day 1 and day 100 mixed-population broth subcultures were sequenced using Illumina technology. Assembled genomes for each strain were compared using various tools. While no gross changes were identified based on genome size and plasmid regions for day 1 vs day 100 genomes, there were a variety of allelic-level changes (MLST, SNP) observed. This study provides data that is useful for assessing relationships based on whole genome sequencing data.

dc.description.abstract - en

Whole genome sequencing (WGS) is rapidly replacing other molecular techniques for identifying and subtyping bacterial isolates. The resolution or discrimination offered by WGS is significantly higher than that offered by other molecular techniques, and WGS readily allows infrequent differences that occur between 2 closely related strains to be found. In this investigation, WGS was used to identify the changes that occurred in the genomes of 13 strains of bacterial foodborne pathogens after 100 serial subcultures. Pure cultures of Shiga-toxin-producing Escherichia coli, Salmonella enterica, Listeria monocytogenes, and Vibrio parahaemolyticus were subcultured daily for 100 successive days. The 1st and 100th subcultures were whole-genome sequenced using short-read sequencing. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) were identified between the 1st and final culture using 2 different approaches, and multilocus sequence typing of the whole genome was also performed to detect any changes at the allelic level. The number of observed genomic changes varied by strain, species, and the SNP caller used. This study provides insight into the genomic variation that can be detected using next-generation sequencing and analysis methods after repeated subculturing of 4 important bacterial pathogens.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Le séquençage du génome entier (SGE) remplace rapidement les autres techniques moléculaires pour l’identification et le sous-typage d’isolats bactériens. La résolution ou la discrimination offertes par le SGE sont significativement plus élevées que celles offertes par d’autres techniques moléculaires et le SGE permet de trouver rapidement des différences rares qui existent entre deux souches étroitement apparentées. Lors de cette recherche, le SGE a été utilisé pour identifier les changements qui sont apparus dans les génomes de 13 souches d’agents pathogènes alimentaires bactériens après cent repiquages en série. Des cultures pures d’Escherichia coli producteurs de Shiga-toxines, Salmonella enterica, Listeria monocytogenes et Vibrio parahaemolyticus ont été repiquées quotidiennement pendant cent jours successifs. La première et la centième sous-culture ont été séquencées sur tout le génome par des lectures du séquençage courtes. Les polymorphismes d’un seul nucléotide (SNP) entre la première et la dernière culture ont été identifiés à l’aide de deux approches différentes, et le typage par séquençage multilocus du génome de base a aussi été réalisé pour déterminer si n’importe quel changement pouvait être détecté à l’échelle allélique. Le nombre de changements génomiques observés variait selon les souches, les espèces et le détecteur de SNP (« SNP caller ») utilisé. Cette étude donne un aperçu de la variation génomique qui peut être détectée à l’aide du séquençage et de méthodes d’analyse de nouvelle génération après des repiquages répétés de quatre agents pathogènes bactériens importants. [Traduit par la Rédaction]

dc.description.fosrctranslation - fr

Les auteurs ont réalisé une étude de repiquage quotidienne à petite échelle pour évaluer le taux d'accumulation des mutations au fil du temps pour les principaux pathogènes alimentaires : E. coli, Salmonella enterica, Listeria monocytogenes et Vibrio parahaemolyticus. À cet égard, les sous-cultures de bouillon à population mixte des jours 1 et 100 ont été séquencées à l’aide de la technologie Illumina. Les génomes assemblés pour chaque souche ont été comparés à l'aide de divers outils. Bien qu'aucun changement important n'ait été identifié en fonction de la taille du génome et des régions plasmidiques pour les génomes du jour 1 par rapport au jour 100, divers changements au niveau allélique (MLST, SNP) ont été observés. Cette étude fournit des données utiles pour évaluer les relations basées sur les données de séquençage du génome entier.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.1139/cjm-2019-0235

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2237

dc.language.iso

en

dc.subject - en

Health

Health and safety

dc.subject - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.subject.en - en

Health

Health and safety

dc.subject.fr - fr

Santé

Santé et sécurité

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Changes detected in the genome sequences of Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Vibrio parahaemolyticus, and Salmonella enterica after serial subculturing

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Article

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