Published December 17, 2019
| Version v1
Publication
Open
Effect of Dietary Copper on Intestinal Microbiota and Antimicrobial Resistance Profiles of Escherichia coli in Weaned Piglets
Creators
- 1. Hunan Normal University
- 2. Institute of Subtropical Agriculture
- 3. Chinese Academy of Sciences
Description
Copper is an essential microelement for animals. Pharmacological dose of copper is used as a feed additive in pig husbandry to improve growth performance, but it also has an effect on intestinal microbes and can exacerbate bacterial resistance. However, there are few reports on the effects of pharmacological dose of copper on intestinal microorganism and antimicrobial resistance profiles of pathogenic bacteria in pigs, such as E. coli. Therefore, the aim of this study was to investigate the effects of pharmacological dose of copper on the microbial communities in the hindgut and the antimicrobial resistance profiles of E. coli in weaned piglets. Twenty-four healthy weaned piglets aged 21 ± 1 days and with an average weight of 7.27 ± 0.46 kg were randomly divided into 4 groups. The control group was fed a basal diet, and treatment groups fed a basal diet supplemented with 20, 100 and 200 mg copper/kg feed in the form of CuSO4 respectively. The anal swabs were collected at the d 0, d 21 and d 42 of the trail, and the E. coli had been isolated. Meanwhile, ileum and cecum contents from the control and 200 mg copper/kg feed groups were collected at the d 21 and d 42 for microbial community analysis and E. coli isolation. All E. coli strains isolated were used for antimicrobial resistance profiles analysis. The results revealed that pharmacological dose of copper did not significantly change the diversity but significantly affected the compositions of microbial communities in both ileum and cecum contents, then affected the microbial metabolic functions in energy metabolism, protein metabolism and amino acids biosynthesis. Specifically, the copper treatments increased the richness of E. coli in hindgut, accompanied with the increased rates of E. coli resistant to chloramphenicol and ciprofloxacin. Moreover, the rate of E. coli resistant to multiple drugs increased in ileum contents of the pigs fed with pharmacological dose of copper. Thus, pharmacological dose of copper affected the compositions of microbial community, increased antimicrobial resistance rates of intestinal E. coli and was probably harmful to the health of piglets in the early stage after weaning.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
النحاس هو عنصر دقيق أساسي للحيوانات. تُستخدم الجرعة الدوائية من النحاس كمادة مضافة للأعلاف في تربية الخنازير لتحسين أداء النمو، ولكن لها أيضًا تأثير على الميكروبات المعوية ويمكن أن تؤدي إلى تفاقم المقاومة البكتيرية. ومع ذلك، هناك تقارير قليلة عن آثار الجرعة الدوائية من النحاس على الكائنات الحية الدقيقة المعوية وملامح مقاومة مضادات الميكروبات للبكتيريا المسببة للأمراض في الخنازير، مثل الإشريكية القولونية. لذلك، كان الهدف من هذه الدراسة هو التحقيق في آثار الجرعة الدوائية من النحاس على المجتمعات الميكروبية في الأمعاء الخلفية وملامح مقاومة مضادات الميكروبات لبكتيريا الإشريكية القولونية في الخنازير المفطومة. تم تقسيم أربعة وعشرين خنزيرًا مفطومًا صحيًا تتراوح أعمارهم بين 21 و 1 يومًا ويبلغ متوسط وزنها 7.27 و 0.46 كجم بشكل عشوائي إلى 4 مجموعات. تم تغذية المجموعة الضابطة بنظام غذائي قاعدي، وقامت مجموعات العلاج بتغذية نظام غذائي قاعدي مكمل بـ 20 و 100 و 200 مجم من النحاس/كجم من العلف في شكل CuSO4 على التوالي. تم جمع مسحات الشرج في د 0 و د 21 و د 42 من المسار، وتم عزل الإشريكية القولونية. وفي الوقت نفسه، تم جمع محتويات اللفائفي والأعور من مجموعات التحكم و 200 مجم من النحاس/كجم من الأعلاف في اليومين 21 و 42 لتحليل المجتمع الميكروبي وعزل الإشريكية القولونية. تم استخدام جميع سلالات الإشريكية القولونية المعزولة لتحليل خصائص مقاومة مضادات الميكروبات. كشفت النتائج أن الجرعة الدوائية من النحاس لم تغير التنوع بشكل كبير ولكنها أثرت بشكل كبير على تركيبات المجتمعات الميكروبية في كل من محتويات اللفائفي والأعور، ثم أثرت على وظائف التمثيل الغذائي الميكروبي في استقلاب الطاقة واستقلاب البروتين والتخليق الحيوي للأحماض الأمينية. على وجه التحديد، زادت علاجات النحاس من ثراء الإشريكية القولونية في الأمعاء الخلفية، مصحوبة بزيادة معدلات مقاومة الإشريكية القولونية للكلورامفينيكول والسيبروفلوكساسين. علاوة على ذلك، زاد معدل مقاومة الإشريكية القولونية للأدوية المتعددة في محتويات اللفائفي للخنازير التي تتغذى بجرعة دوائية من النحاس. وبالتالي، أثرت الجرعة الدوائية من النحاس على تركيبات المجتمع الميكروبي، وزادت من معدلات مقاومة مضادات الميكروبات للإشريكية القولونية المعوية وربما كانت ضارة بصحة الخنازير الصغيرة في المرحلة المبكرة بعد الفطام.Translated Description (French)
Le cuivre est un micro-élément essentiel pour les animaux. La dose pharmacologique de cuivre est utilisée comme additif alimentaire dans l'élevage porcin pour améliorer les performances de croissance, mais elle a également un effet sur les microbes intestinaux et peut exacerber la résistance bactérienne. Cependant, il existe peu de rapports sur les effets de la dose pharmacologique de cuivre sur les micro-organismes intestinaux et les profils de résistance antimicrobienne des bactéries pathogènes chez les porcs, telles que E. coli. Par conséquent, l'objectif de cette étude était d'étudier les effets de la dose pharmacologique de cuivre sur les communautés microbiennes dans l'intestin postérieur et les profils de résistance antimicrobienne d'E. coli chez les porcelets sevrés. Vingt-quatre porcelets sevrés sains âgés de 21 ± 1 jour et d'un poids moyen de 7,27 ± 0,46 kg ont été répartis au hasard en 4 groupes. Le groupe témoin a reçu un régime basal et les groupes de traitement ont reçu un régime basal complété par 20, 100 et 200 mg de cuivre/kg d'aliment sous forme de CuSO4 respectivement. Les écouvillons anaux ont été prélevés aux j 0, j 21 et j 42 de la piste, et les E. coli avaient été isolés. Pendant ce temps, les teneurs en iléon et caecum des groupes témoins et 200 mg de cuivre/kg d'aliment ont été recueillies aux jours 21 et 42 pour l'analyse de la communauté microbienne et l'isolement d'E. coli. Toutes les souches d'E. coli isolées ont été utilisées pour l'analyse des profils de résistance aux antimicrobiens. Les résultats ont révélé que la dose pharmacologique de cuivre ne modifiait pas de manière significative la diversité, mais affectait de manière significative les compositions des communautés microbiennes dans les teneurs en iléon et en caecum, puis affectait les fonctions métaboliques microbiennes dans le métabolisme énergétique, le métabolisme des protéines et la biosynthèse des acides aminés. Plus précisément, les traitements au cuivre ont augmenté la richesse d'E. coli dans l'intestin postérieur, accompagnée des taux accrus d'E. coli résistant au chloramphénicol et à la ciprofloxacine. De plus, le taux d'E. coli résistant à plusieurs médicaments a augmenté dans les teneurs en iléon des porcs nourris avec une dose pharmacologique de cuivre. Ainsi, la dose pharmacologique de cuivre a affecté les compositions de la communauté microbienne, augmenté les taux de résistance aux antimicrobiens d'E. coli intestinal et était probablement nocive pour la santé des porcelets au stade précoce après le sevrage.Translated Description (Spanish)
El cobre es un microelemento esencial para los animales. La dosis farmacológica de cobre se utiliza como aditivo alimentario en la cría de cerdos para mejorar el rendimiento del crecimiento, pero también tiene un efecto sobre los microbios intestinales y puede exacerbar la resistencia bacteriana. Sin embargo, hay pocos informes sobre los efectos de la dosis farmacológica de cobre en los microorganismos intestinales y los perfiles de resistencia a los antimicrobianos de las bacterias patógenas en cerdos, como E. coli. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue investigar los efectos de la dosis farmacológica de cobre en las comunidades microbianas en el intestino posterior y los perfiles de resistencia antimicrobiana de E. coli en lechones destetados. Veinticuatro lechones destetados sanos de 21 ± 1 días de edad y con un peso medio de 7,27 ± 0,46 kg se dividieron aleatoriamente en 4 grupos. El grupo de control fue alimentado con una dieta basal, y los grupos de tratamiento fueron alimentados con una dieta basal suplementada con 20, 100 y 200 mg de cobre/kg de alimento en forma de CuSO4, respectivamente. Los hisopos anales se recogieron en el d 0, d 21 y d 42 del rastro, y se había aislado la E. coli. Mientras tanto, se recogieron los contenidos de íleon y ciego de los grupos de control y de alimentación de 200 mg de cobre/kg en los días 21 y 42 para el análisis de la comunidad microbiana y el aislamiento de E. coli. Todas las cepas de E. coli aisladas se utilizaron para el análisis de perfiles de resistencia antimicrobiana. Los resultados revelaron que la dosis farmacológica de cobre no cambió significativamente la diversidad, pero afectó significativamente las composiciones de las comunidades microbianas tanto en el contenido del íleon como del ciego, y luego afectó las funciones metabólicas microbianas en el metabolismo energético, el metabolismo de las proteínas y la biosíntesis de aminoácidos. Específicamente, los tratamientos con cobre aumentaron la riqueza de E. coli en el intestino posterior, acompañados por el aumento de las tasas de E. coli resistente al cloranfenicol y la ciprofloxacina. Además, la tasa de E. coli resistente a múltiples fármacos aumentó en el contenido de íleon de los cerdos alimentados con dosis farmacológicas de cobre. Por lo tanto, la dosis farmacológica de cobre afectó las composiciones de la comunidad microbiana, aumentó las tasas de resistencia antimicrobiana de E. coli intestinal y probablemente fue perjudicial para la salud de los lechones en la etapa temprana después del destete.Files
pdf.pdf
Files
(1.8 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:3143bb9ee89f8e4399c99502a3b05cfd
|
1.8 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تأثير النحاس الغذائي على الكائنات الحية الدقيقة المعوية وملامح مقاومة مضادات الميكروبات للإشريكية القولونية في الخنازير المفطومة
- Translated title (French)
- Effet du cuivre alimentaire sur le microbiote intestinal et les profils de résistance aux antimicrobiens d'Escherichia coli chez les porcelets sevrés
- Translated title (Spanish)
- Efecto del cobre dietético en la microbiota intestinal y los perfiles de resistencia antimicrobiana de Escherichia coli en lechones destetados
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2990836963
- DOI
- 10.3389/fmicb.2019.02808
References
- https://openalex.org/W1554889033
- https://openalex.org/W1935895950
- https://openalex.org/W1936611257
- https://openalex.org/W1965871749
- https://openalex.org/W1972519948
- https://openalex.org/W1979384577
- https://openalex.org/W1985323272
- https://openalex.org/W1988710062
- https://openalex.org/W1991296029
- https://openalex.org/W2003500905
- https://openalex.org/W2004405826
- https://openalex.org/W2010290451
- https://openalex.org/W2013145802
- https://openalex.org/W2017072733
- https://openalex.org/W2019966606
- https://openalex.org/W2020324676
- https://openalex.org/W2023929410
- https://openalex.org/W2024246804
- https://openalex.org/W2025454236
- https://openalex.org/W2039121939
- https://openalex.org/W2053196742
- https://openalex.org/W2057853952
- https://openalex.org/W2067080011
- https://openalex.org/W2100104632
- https://openalex.org/W2100964164
- https://openalex.org/W2101014162
- https://openalex.org/W2110073525
- https://openalex.org/W2113904885
- https://openalex.org/W2114167312
- https://openalex.org/W2121740804
- https://openalex.org/W2124972362
- https://openalex.org/W2133579524
- https://openalex.org/W2139856344
- https://openalex.org/W2142740808
- https://openalex.org/W2145307718
- https://openalex.org/W2158651531
- https://openalex.org/W2161868386
- https://openalex.org/W2242292694
- https://openalex.org/W2266145512
- https://openalex.org/W2274853185
- https://openalex.org/W2296035793
- https://openalex.org/W2341582547
- https://openalex.org/W2343968847
- https://openalex.org/W2529281622
- https://openalex.org/W2768744840
- https://openalex.org/W2804574901
- https://openalex.org/W2904354684
- https://openalex.org/W2915057673
- https://openalex.org/W2919112240