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Characterization of tetracycline- and ampicillin-resistant Escherichia coli isolated from the feces of feedlot cattle over the feeding period

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Abstract:

The objective of this study was to investigate tetracycline and ampicillin resistance in Escherichia coli isolated from the feces of 50 crossbred steers housed in 5 feedlot pens. The steers were not administered antibiotics over a 246-day feeding period. A total of 216 isolates were selected for further characterization. The E. coli isolates were selected on MacConkey agar or on MacConkey agar amended with ampicillin (50 µg/mL) or tetracycline (4 µg/mL). Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) typing (XbaI digestion), screening against 11 antibiotics, and multiplex PCR for 14 tet and 3 -lactamase genes were conducted. Prevalence of antimicrobial resistance in E. coli at each sampling day was related both temporally and by pen. Multiplex PCR revealed that tet(B) was most prevalent among tetracycline-resistant isolates, whereas -lactamase tem1-like was detected mainly in ampicillin-resistant isolates. Our results suggest that antimicrobial resistance in E. coli populations persists over the duration of the feeding period, even in the absence of in-feed antibiotics. Many of the isolates with the same antibiograms had indistinguishable PFGE patterns. Characterization of the factors that influence the nature of this nonselective resistance could provide important information for consideration in the regulation of in-feed antimicrobials for feedlot cattle.

L’objectif de cette étude était d’examiner la résistance à la tétracycline et à l’ampicilline d’échantillons d’Escherichia coli isolés des fèces de 50 bovins croisés, logés dans 5 étables à stabulation. Les bovins n’avaient pas reçu d’antibiotiques pendant la période d’affouragement de 246 jours. Au total, 216 isolats ont été sélectionnés pour une caractérisation plus poussée. Les isolats d’E. coli ont été sélectionnés sur du milieu MacConkey (MAC) ou sur du milieu MAC amendé avec de l’ampicilline (50 µg/mL) ou de la tétracycline (4 µg/mL). Un typage par électrophorèse en champ pulsé (PFGE) (digestion avec XbaI), un criblage de la résistance envers 11 antibiotiques et une PCR multiplexe de 14 gènes tet et de 3 gènes de -lactamases ont été réalisés. La prévalence de la résistance antimicrobienne a été mise en relation avec le temps et l’étable à chaque jour d’échantillonnage. La PCR multiplexe a révélé que tet(B) était surtout prévalent chez les isolats résistants à la tétracycline alors que la -lactamase de type tem-1 était principalement détectée chez les isolats résistants à l’ampicilline. Nos résultats suggèrent que la résistance antimicrobienne des populations de E. coli persiste pendant tout la durée de la période d’affouragement, même en absence d’antibiotiques alimentaires. Plusieurs isolats présentant les mêmes antibiogrammes possédaient des patrons identiques en PFGE. La caractérisation des facteurs qui influencent la nature de cette résistance non sélective pourrait fournir une information importante à prendre en compte dans la régulation des antimicrobiens alimentaires chez le bétail en parc d’engraissement.

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2009

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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