Molecular Detection and Isolation of Pink Pigmented Facultative Methylotrophic bacteria in White Nile River water at Alsunot area

Abstract

Abstract Background: Pink-pigmented, facultative methylotrophic (PPFM) bacteria are an interesting group of prokaryotic eubacteria. Their ability to metabolize one Carbon atom (C-1) compounds like methanol and a variety of organic compounds makes them highly ubiquitous in distribution. Aim: the study aimed to detect presence of methylotrophic bacterium in White Nile River water at alsunot area. Methods: A cross sectional study was conducted during period of (August 2018 to December 2018) at White Nile river water at alsunot area in Sudan. The study included 12 samples of water collected from three different depth for the same location (from the surface, after 500cm, after one meter) and after each 50 meter. Samples were collected into sterile falcon tube. Microbiological tests (isolation of bacteria using ammonium mineral salt media, gram reaction, and primary and secondary biochemical tests) considered in order to characterize bacterial isolates. Antibiotic resistance of the isolates tested using disc diffusion method. Also molecular characterization of the isolates was done using mxaf, Oxof and 16sRNA genes. Results: ten isolates from the samples recovered and characterized as: (A11, A12, B32, B12N) were Kingella kingae; Moraxella kingii, (B31, A11N, and A12N) were Haemophilus paraphrophilus, (A21) Klebsiella spp., (A22, B11N) were Pasteurella haemolytica. Antibiotic susceptibility testing results indicate (A21, A22, B11N, A12N, A11N, A11) are resist for ampicillin, Cefotaxime and Tazobactam but sensitive for Ciprofloxacin, Tetracycline, Gentamicine and Levofloxacin. Also show intermediate sensitivity for Amikacin except for (B11N) which is show sensitive result. PCR product for Xoxf show prsesnce of Xoxf gene in two samples (A12 and A21) while it absence in (A22 and B31), also the results show positive PCR product for mxaf and 16sRNA for each of (A12, A21, A22 and B31). Conclusion: The present study reported new methylotrophic strains, which were not known before as methylotroph and molecular characterization of the bacteria confirm the presence of mxaf, Xoxf and 16s RNA genes in the tested isolate.

المستخـلــص خلفيه: البكتيريا المحبة للميثانول هي مجموعة مثيرة للإهتمام من بدائيات الأنوية لها المقدرة على استقلاب مركبات الكربون الأولية مثل الميثانول و مختلف المركبات العضوية مما جعلها واسعة الإنتشار في الكون. الهدف : هدفت هذه الدراسة للتحقق من وجود البكتيريا المحبة للميثانول في مياه نهر النيل الأبيض في منطقة السنط . الطريقة: أجريت دراسة مقطعيه في القترة من (أغسطس 2018 الي ديسمبر 2018 ) بالسودان في مياه نهر النيل الأبيض في منطقة السنط . تضمنت الدراسة 12 عينه من المياه قد جمعت من ثلاث أبعاد مختلفة ( من السطح، بعد عمق 500سم و بعد عمق واحد متر). اختبارات الأحياء الدقيقة (عزل البكتيريا بإستخدام وسط غذائي غني بالميثانول ، صبغة جرام ،الإختبارات البيوكيميائية الأولية و الثانوية) قد أجريت لتحديد نوع البكتيريا المعزولة. تم إختبار مقاومة العينات للمضادات الحيوية واسعة الطيف و ضيقة الطيف . تم التأكد من أنواع البكتيريا المعزولة بإستخدام الكشف الجيني عن ثلاث جينات هي (mxaf, Xoxf, 16sRNA) النتائج: تم عزل عشرة عينات وتم تصنيفها كالاتي: (A11,A12,B32,B12N) من فصيلة الكنقيلا كينقي موريكسيلا كينقاي، (B31,A11N,A12N) من فصيلة الهيموفيلاس برافيلاس ، (A2) من فصيلة الكليبسيلا و (A22,B11N) من فصيلة الباستيوريلا. النتائج أظهرت أن العينات (A12,A22,B11N,A12N,A11N,A11) مقاومة للأمبسلين ، السفوتاكسيم و التازوباكتام بينما أظهرت حساسية عالية للسيبروفلوكساسين، التيتراسايكلين ، الجينامايسين و الليفوفلوكساسين و حساسية متوسة للأميكاسين عدا العينة (B11N) فقد أظهرت مقاومة عالية. الكشف الجيني عن جين الXoxf أظهر نتائج إيجابية مع العينات (A12,A21) بينما العينات (A22,B31) لم تظهر وجود هذا الجين. أما الكشف عن جيني ال mxaf و ال 16sRNA قد أظهرت النتائج وجود هذين الجينين في كل العينات التي تم إختبارها وهي (A12,A21,A22,B31). الخلاصة: هذه الدراسة أظهرت إكتشاف سلالة جديدة من البكتيريا المحبة للميثانول و تم تأكيد ذلك بالكشف الجيني .