Faecal bacterial isolates and antibiotic sensitivity profiles of faecal bacteria isolated from captive and wild Gouldian finches

Abstract

Abstract

The release of captive bred birds may be an important conservation tool for endangered species of birds. In Australia attempts have been made to re-introduce Gouldian finches in the wild and the same action is considered for other endangered Australian finches. This might pose a risk as a broad range of infectious diseases have been described in captive Australian finches yet little is known about whether these diseases occur in wild birds. This study was undertaken to compare the faecal bacterial microbiota in wild and captive Gouldian finches and to compare the antibiotic sensitivity profiles in these bacteria. Bacteria isolated from selective and nonselective growth conditions were identified using DNA amplification and sequencing. Our results indicate that captive Australian finches have a higher number of Gram negative bacteria in their faeces than wild finches, something that may be related to husbandry practices. In contrast no signs of mycobacterial infection were found in the study, neither in captive nor wild individuals. Several species of bacteria (Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Lysinibacillus sp, Lysinibacillus sphaericus, Rummeliibacillus sp, and Paenibacillus sp.) were recorded for the first time in Australian finches. Bacillales isolates were tested for antibiotic resistance patterns to four antibiotics (erythromycin, penicillin, tetracycline and trimethoprim) using the Etest methodology. According to the CLSI standards for Staphylococcus sp. high levels of resistance to penicillin was recorded in isolates of B. cereus (15/15), B. subtilis (13/22), B. sp. (4/5), B. licheniformis (2/3) and Rummeliibacillus (1/1). Further all B. cereus (15/15) isolates showed resistance to trimethoprim. A significant difference in antibiotic resistance between isolates from wild and captive birds could be observed for tetracycline in B. subtilis and for erythromycin when evaluating all Bacillales isolates as one group. In both cases the minimum inhibitory concentration (MIC) was higher in captive birds that in wild birds. No difference could be observed when comparing antibiotic resistance in two locations with different grazing intensity. The antibiotic resistance recorded in both wild and captive Australian finches show that antibiotic resistance genes are widely spread in the environment and that Australian birds might be an important reservoir of drug resistance genes.

Abstract (Swedish)

Populärvetenskaplig sammanfattning

Bakterieflora och Antibiotisk Resistens i Gouldsamadinen

Gouldsamadinen (Erythrura gouldiae) är en färggrann fink som lever i norra Australien. Arten har minskat i antal under de senaste decennierna och idag anses den vara utrotningshotad. I ett försök att stärka den vilda populationen har man genomfört återintroduktioner med individer från voljärer till artens naturliga habitat, men dessa försök har varit utan framgång.

Skillnader i den naturliga mikrofloran eller smittspridning mellan introducerade och vilda individer är möjliga orsaker till de misslyckade re-introduktionerna. Fåglar i voljärer växer vanligvis upp i relativt små burar med många individer från olika arter och ursprung. I denna miljö är risken för spridning av infektions sjukdomar, som för övrigt kanske inte finns naturligt i den vilda populationen, stor.

Denna studie gjordes för att undersöka risken för smittspridning i återintroduktions program. Vi studerade den fekala bakteriefloran och dess antibiotikaresistens hos vilda och tama gouldsamadiner. Vi odlade bakterier från avföringsprov från vilda och domesticerade individer och identifierade dessa via DNA-sekvensering.

Våra resultat visar att Gramnegativa bakterier är mer vanligt förekommande i domesticerade individer; majoriteten av dessa var för övrigt Enterobacteriaceae som ofta anses vara patogener i dessa fåglar. Detta indikerar att uppfödning av fåglar i fångenskap ökar risken för infektion och smittspridning av dessa bakterier.
Majoriteten av de testade Gram positiva bakterierna i både vilda och domesticerade individer tillhörde ordningen Bacillales och släktet Bacillus. Flera av dessa arter registrerades för första gången hos gouldsamadinen. Våra resultat tyder på att organismer av ordningen Bacillales är vanliga kommensaler i gouldsamandinen.

För att undvika förekomsten av infektions sjukdomar i voljärer blir fåglar i fångenskap ofta behandlade med antibiotika i förebyggande syfte. Då upprepad exponering för antibiotiska ämnen kan leda till resistens misstänkte vi att bakterier odlade från domesticerade individer skulle ha högre nivåer av antibiotisk resistens än vilda individer. För att testa denna hypotes studerades antibiotisk resistans i Bacillales odlade från vilda och domesticerade fåglar. Till vår förvåning hittade vi höga nivåer av antibiotisk resistans i bakterier från både vilda och domesticerade fåglar. Detta är oroande då det indikerar att antibiotisk resistens är vanligt förekommande i vilda populationer i ett av de mest orörda områdena i Australien.

När vi jobbar med att rädda redan utrotningshotade arter har vi inte råd att ta några risker; eftersom vår studie antyder att infektionssjukdomar är vanligare i domesticerade individer är det är hög vikt att ta detta i beräkning innan man försöker att åter introducera fler individer till den vilda populationen.

Handledare: David N. Phalen & Jan-Åke Nilsson
Examensarbete för masterexamen - molekylär ekologi30 hp VT 2013
Biologiskainstitutionen, Lunds universitet

• author: Jax, Elinor
• supervisor: David Phalen; Jan-Åke Nilsson
• organization: Degree Projects in Biology
• course: BIOM34 20131
• year: 2013
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Biology and Life Sciences
• language: English
• id: 4057714
• date added to LUP: 2013-09-23 12:02:41
• date last changed: 2013-09-23 12:02:41