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Waterborne pathogen presence caused by fecal pollution is a leading cause of morbidity and mortality worldwide. In developed countries, this problem can result in waterborne outbreaks. Research suggests that there is a need for better fecal indicators because current methods (total coliforms and E. coli) are insufficient. This study investigated Bacteroidales 16S rRNA markers as a microbial source tracking tool in an agricultural watershed. Correlations between pathogens and markers were also investigated. Water quality monitoring was conducted following assay validation of ruminant-, bovine-, human-specific, and universal Bacteroidales markers. Results revealed a positive relationship between E. coli and the universal marker. Ruminant- and bovine-specific marker detection was associated with increased runoff due to precipitation; however, the human associated marker was not detected. Furthermore, no correlations between Campylobacter, Salmonella, or E. coli O157:H7 could be made. Consequently, these techniques have potential to become a powerful tool; however, further research is needed

<p>Species of Campylobacter, Arcobacter and Helicobacter have been associated with various diseases in humans and animals / and chickens have been identified as a reservoir of these microorganisms. Two published techniques and a new technique, developed in this dissertation, were evaluated to test its efficiency in removing PCR inhibitors from chicken samples. All of the techniques were based on agarose/DNA slants and were evaluated using multiplex PCR and an Internal Amplification Control. The new technique was found to be most effective and consequently used further in the study. A novel study was done to evaluate the survival of Campylobacter, Arcobacter and Helicobacter strains in chicken blood at -20, 4, 37 and 42&ordm / C as well as at ambient room temperature (&plusmn / 22&ordm / C). It was found that all strains could survive at all temperatures, albeit at different duration times. Most notably, an A. butzleri strain was able to survive at 4oC for up to 297 days.</p>

Campylobacter jejuni is a major cause of bacterial gastroenteritis in the developed world; however, many aspects of its biology remain poorly understood, including its colonization of the mucus layer lining the gastrointestinal tract. In this study, we utilized microarray transposon tracking to compile a list of 195 genes essential for the growth of C. jejuni in vitro under microaerophilic conditions. Then we characterized C. jejuni growing in an extracted intestinal mucus medium. We found that C. jejuni will grow efficiently in a medium comprised of either chick and piglet intestinal mucus, and that these media have a dramatic impact on its transcriptome. Within the genes identified as differentially expressed during growth in a mucus medium, we identified a single operon, (cj0481-cj0490), which we have subsequently characterized as being responsible for both the uptake and metabolism of L-fucose. This represents the first observation of carbohydrate metabolism by the otherwise asaccharolytic C. jejuni. We further found that the inability to utilize L-fucose puts C. jejuni at a competitive disadvantage when colonizing the piglet intestine, but not the chick cecum. Finally, we examined C. jejuni’s ability to utilize mucins as a carbon source while growing within the mucus layer. We found that despite mucins being a major source of L-fucose and amino acids within the intestine, C. jejuni has a minimal ability to degrade and utilize mucins on its own. However, close proximity to mucolytic bacteria within the microbiota of the intestine, allows for increased C. jejuni growth. Together, this paints the picture of an organism that is well adapted to survival within the mucus lining of the intestine and establishing itself as part of the intestinal microbiota.

The pathogen Campylobacter fetus (CF) is classified into two subspecies, Campylobacter fetus subspecies fetus (CFF) and Campylobacter fetus subspecies venerealis (CFV). Even though CFF and CFV are genetically closely related, they exhibit differences in their host adaptation; CFF inhabits the gastrointestinal tract of both humans and several animal species, while classical CFV is specific to the bovine genital tract and is of particular concern with respect to international bovine trade regulation. Traditionally, differentiation between the two subspecies has been achieved using a limited number of biochemical tests but more rapid and definitive genetic methods of discrimination are desired. A recent study suggested that the presence of a genomic island only in CFV could discriminate between the two sub- species but this hypothesis could not be confirmed on a collection of isolates originating in Canada. To identify alternative gene targets that would support accurate subspecies discrimination, this study has applied several approaches including suppression subtractive hybridization and whole genome sequencing supplemented with optical mapping. A subtractive hybridization screen, using a well-characterized CFV isolate recovered during routine screening of bulls in an Artificial Insemination center in western Canada and that lacked much of the genomic island and a typical Canadian CFF isolate, yielded 50 clones; characterization of these clones by hybridization screening against selected CF isolates and by nucleotide sequence BLAST analysis identified three potentially CFV-specific clones that contained inserts originating from a second genomic island. Further screening using a larger CF sample set found that only Clone #35 was truly CFV-specific. Optical maps (NcoI digest) of the Canadian CFF and CFV isolates used for the subtractive hybridization showed that certain regions of these genomes were quite distinct from those of two reference strains. Whole genome sequencing of these two isolates identified two target genes (PICFV5_ORF548 and CFF_Feature #3) that appear to be selectively retained in the two subspecies. Screening of a collection of CF isolates by PCRs targeting these three loci (SSH_Clone #35, PICFV5_ORF548 and CFF_Feature #3) supported their use for subspecies discrimination. This work demonstrates the complex genomic diversity associated with these CF subtypes and the challenge posed by their discrimination using limited genetic loci.

Ingestion of contaminated chicken meat is a major cause of Campylobacteriosis in Europe and the USA. The environment, including wild birds, is considered to be an important reservoir for chicken colonization. The aims of this study were to determine the population structure of Campylobacter amongst chicken and wild bird sources on a single farm, and to establish the extent to which genotypes flow between them and ultimately infect humans, using MLST and antigen sequence typing. A pilot study amongst farm animals and wild birds in Lancashire demonstrated that Campylobacter genotypes from human disease were common on the farm and could be isolated from more than one animal source. Between 30-50% of wild geese and Starlings were shedding Campylobacter, with a seasonal peak in shedding rate in Spring. Genotypes were divergent from those previously isolated from human disease, retail meat and farm animal sources, with the majority being restricted to the host source. The carriage rate of Campylobacter was between 70- 100% amongst 78 free-range poultry flocks tested at 56 days of age. Up to seven genotypes were found to co-exist within a flock, and genotypes varied throughout the year on a random basis. Some Campylobacter strains were isolated from one farm site only, but a small percentage of them had spread nationally and were stable over a period of a decade. A total of 23% of Campylobacter isolates from free-range chickens were indistinguishable to those from human disease, and 5% were indistinguishable from wild birds. A total of 6% of genotypes isolated from wild birds were indistinguishable from those isolated from human disease. Wild birds could not be completely disregarded as a potential reservoir of Campylobacter for both humans and poultry, but their role is likely to be limited.

Campylobacter (C.) spp. und Yersinia (Y.) enterocolitica sind in Deutschland nach den Salmonellen die häufigsten Erreger der Enteritis infectiosa. Das Schwein wird als Reservoirtier für C. coli und Y. enterocolitica Bioserovar 4/O:3 angesehen. Da diese Infektionen beim Schwein zumeist klinisch inapparent verlaufen, sind sie bei der Schlachttier- und Fleischuntersuchung nicht feststellbar. Die Erreger können somit unerkannt in die Lebensmittelkette gelangen. In dieser Arbeit sollte ein Beitrag zur Epidemiologie dieser Erreger geleistet werden. Dazu wurden Prävalenzdaten in Betrieben und zum Schlachtzeitpunkt erhoben, Eintragungsquellen gesucht und genotypische Vergleiche durchgeführt. Im Zeitraum von Mai 2002 bis März 2004 wurden in vier verschiedenen Betrieben Verlaufsuntersuchungen zum Vorkommen dieser beiden Erreger durchgeführt. Dafür wurden Schweine von ihrer Geburt bis zur ihrer Schlachtung verfolgt. In drei dieser vier Betriebe wurden die Schweine konventionell, in einem ökologisch gehalten. Für die Untersuchungen wurden jeweils 100 Ferkel drei Tage nach ihrer Geburt mit einer Ohrmarke gekennzeichnet. Zu diesem Zeitpunkt erfolgte eine erste Kotprobenentnahme mittels eines sterilen Tupfers. Die Tiere mit den Marken 1-40 wurden auf Campylobacter spp. und Y. enterocolitica, die mit den Nummern 41-100 nur auf Y. enterocolitica untersucht. Eine zweite Untersuchung der Ferkel erfolgte kurz vor dem Absetzen. An diesen beiden Terminen wurden auch die Muttersauen beprobt. Nur in dem Ökobetrieb war eine Sauenuntersuchung aufgrund der Haltungsform nicht möglich. Weitere Untersuchungen wurden kurz vor dem Ausstallen aus dem Läuferstall, im Maststall und auf dem Schlachthof durchgeführt. Für den Nachweis von Y. enterocolitica wurden die Proben in ITC angereichert und auf CIN-Agar ausgestrichen. Bolton-Bouillon und mCCD-Agar wurden für die Anzucht der Campylobacter-Keime genutzt. Wie zu erwarten war, konnten hohe Prävalenzen (bis zu 100%) von C. coli nachgewiesen werden. Vor allem kurz vor dem Absetzen wurde der Erreger häufig isoliert. Aber es gab auch einen Betrieb, wo der Nachweis nur im Maststall und nur bei sehr wenigen Tieren gelang. Nicht nur in den Betrieben, sondern auch auf dem Schlachthof waren hohe Prävalenzen festzustellen. Vor allem aus dem Kot und aus den Tonsillen konnte der Erreger häufig isoliert werden. Auch die Schlachttierkörperoberfläche war häufig stark kontaminiert. Nach der Kühlung jedoch konnte der Erreger nur bei 3 von 443 (0,7%) untersuchten Tieren nachgewiesen werden. Zu bemerken ist, dass es sich hierbei nicht um C.coli, sondern um C. jejuni handelte. Auch aus einigen Umgebungsproben der Betriebe konnte C. coli isoliert werden. Die Genotypen dieser Isolate wurden mit den Genotypen zeitgleich isolierter Schweinestämme verglichen. Als Methode hierfür wurde die AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) genutzt. Dabei konnte eine enge Verwandtschaft von Schweine- und Umgebungsproben beobachtet werden. In zwei der vier Betriebe konnte Y. enterocolitica aus Kotproben isoliert werden. Der Nachweis gelang aber nur im Maststall. Hier konnten im Kot sehr hohe Prävalenzen (bis zu 65,4%) nachgewiesen werden. Sauen, Ferkel und Läufer wurden immer als negativ getestet. Zum Schlachtzeitpunkt gelang die Isolierung sehr häufig aus den Tonsillen, im Kot war der Erreger zu diesem Zeitpunkt kaum noch nachzuweisen. Alle Isolate gehörten dem humanpathogenen Bioserovar 4/O:3 an, nur eines wurde als 3/O:9 identifiziert. Aus den 458 untersuchten Umgebungsproben konnte Y. enterocolitica nicht isoliert werden. Des Weiteren wurde mittels einer PCR untersucht, ob die isolierten Yersinien ein Virulenzplasmid beherbergen. Dieses ist notwendig, um eine volle Pathogenität auszubilden. Von insgesamt 263 isolierten Stämmen konnten 236 Stämme (89,7%) als plasmidtragend identifiziert werden. Auffallend war hierbei, dass 110 von 111 Stämmen (99,1%), die im Maststall isoliert wurden, das Plasmid besaßen. Im Gegensatz dazu konnte bei den Schlachthofisolaten das Plasmid nur bei 126 von 152 Stämmen (82,9%) nachgewiesen werden. Einige Isolate eines Betriebes wurden mit Hilfe der PFGE (Pulsed Field Gel Electrophoresis) unter Nutzung des Restriktionsenzyms NotI genotypisiert. Wie in der Literatur beschrieben, war innerhalb eines Bestandes auch nur ein Genotyp zu finden. Auch die Isolate aus Kot und Tonsillen waren klonal. Ebenso waren plasmidtragende nicht von plasmidlosen Stämmen zu unterscheiden. Auch wenn fast alle Herden stark mit Campylobacter spp. belastet sind, scheint aus Sicht des Verbraucherschutzes eine Bekämpfung auf Bestandsebene nicht notwendig zu sein, da die Kühlung des Schlachtkörpers den sauerstoff- und austrocknungsempfindlichen Erreger offensichtlich sehr effektiv zurückdrängt. Anders verhält es sich bei den Yersinien. Obwohl im Schweinefleisch nur relativ selten der Erreger nachweisbar ist, so sind Schlachtnebenprodukte oft stark belastet. Vor allem durch Kreuzkontaminationen im Küchenbereich der privaten Haushalte geht vom Fleisch und von den Nebenprodukten eine nicht zu unterschätzende Gefahr aus. Da über die Epidemoiologie des Erregers auf Bestandsebene noch relativ wenig bekannt ist, kann er momentan nur auf Schlachthofebene durch Einhaltung einer strikten Hygiene in seiner Ausbreitung begrenzt werden. Auf Bestandsebene scheint die Einführung von Monitoringprogrammen sinnvoll, um stark belastete Herden zu erkennen, diese möglichst am Schluss zu schlachten und somit das Lebensmittel Schweinefleisch sicherer zu machen.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniversitet, 2005. / Härtill 4 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2002. / Härtill 5 uppsatser.

Diss. (sammanfattning). Uppsala : Sveriges lantbruksuniv. / Härtill 6 uppsatser.