Development of a Multilocus Sequence Typing Assay for Mycoplasma gallisepticum

Avian Dis. 2019 Dec;63(4):693-702. doi: 10.1637/aviandiseases-D-19-00072.

Abstract

Mycoplasma gallisepticum (MG) is the most pathogenic avian mycoplasma species. It affects commercial and noncommercial poultry and wild birds. Current MG sequence typing methods rely on the partial sequence of one or more surface antigen genes. Multilocus sequence typing (MLST), a widely used typing method for many human and animal pathogens, relies on conserved housekeeping genes. Recently, MLST assays have been developed for Mycoplasma synoviae (MS) and Mycoplasma iowae. Additionally, a whole genome-based core genome MLST (cgMLST) assay has been developed for MG and MS. However, cgMLST can be implemented only on pure isolates and cannot be applied to clinical samples. Here, we have developed a seven-locus-based MLST scheme for MG that can be applied directly on clinical samples without the need for isolation. The seven loci were selected from 425 genes recently used for the cgMLST assay. A total of 101 diverse MG samples, including isolates and clinical samples, were typed with the newly developed seven-locus MLST. The phylogeny and discriminatory power of the seven-locus MLST were evaluated and compared with the cgMLST and gene-targeted sequencing methods currently used for MG sequence typing. The seven-locus MLST provided optimum discriminatory power and congruent phylogeny to cgMLST. Additionally, a database for MG MLST was created and is currently available for public use online. This assay will increase accessibility to MG sequence typing and provide a stable and expandable nomenclature compatible with cgMLST. The seven-locus MLST assay represents an important tool for epidemiologic investigation of MG that can contribute to better control and eradication efforts.

Desarrollo de un ensayo de genotipificación mediante secuencias multilocus para Mycoplasma gallisepticum. Mycoplasma gallisepticum (MG) es la especie de micoplasma aviar más patógena. Afecta a aves comerciales y no comerciales y aves silvestres. Los métodos de tipificación de secuencias de M. gallisepticum actuales se basan en la secuencia parcial de uno o más genes de antígenos de superficie. La tipificación de secuencias multilocus (MLST), un método de tipificación ampliamente utilizado para muchos patógenos humanos y animales, se basa en genes de mantenimiento conservados. Recientemente, se han desarrollado ensayos tipificación de secuencias multilocus para M. synoviae (MS) y Mycoplasma iowae. Además, se ha desarrollado un ensayo de tipificación de secuencias multilocus del genoma completo (cgMLST) para M. gallisepticum y M. synoviae. Sin embargo, el método cgMLST puede implementarse solo en aislamientos puros y no puede aplicarse a muestras clínicas. En este trabajo se ha desarrollado un esquema de tipificación de secuencias multilocus basado en siete locus para M. gallisepticum que puede aplicarse directamente en muestras clínicas sin la necesidad de aislamiento. Los siete loci se seleccionaron de 425 genes utilizados recientemente para el ensayo cgMLST. Un total de 101 muestras diversas de M. gallisepticum, incluidos aislados y muestras clínicas, se tipificaron con el esquema de tipificación de secuencias multilocus recientemente desarrollado de siete locus. La filogenia y el poder discriminatorio de este sistema de siete locus se evaluaron y compararon con el método cgMLST y los métodos de genes de antígeno de superficie actualmente utilizados para la tipificación de secuencias de M. gallisepticum. El esquema de tipificación de secuencias multilocus de siete locus proporcionó un poder discriminatorio óptimo y una filogenia congruente con el método cgMLST. Además, se creó una base de datos para la tipificación de secuencias multilocus de M. gallisepticum y actualmente está disponible para uso público en línea. Este ensayo aumentará la accesibilidad de la tipificación de secuencias de M. gallisepticum y proporcionará una nomenclatura estable y expandible, compatible con el método cgMLST. El ensayo de tipificación de secuencias multilocus de siete locus representa una herramienta importante para la investigación epidemiológica de M. gallisepticum que puede contribuir a un mejor control y esfuerzos de erradicación.

Keywords: MLST; Mycoplasma gallisepticum; molecular typing; poultry.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Animals
  • Chickens*
  • Multilocus Sequence Typing / methods
  • Multilocus Sequence Typing / veterinary*
  • Mycoplasma Infections / diagnosis
  • Mycoplasma Infections / microbiology
  • Mycoplasma Infections / veterinary*
  • Mycoplasma gallisepticum / genetics*
  • Phylogeny
  • Poultry Diseases / diagnosis*
  • Poultry Diseases / microbiology