Nontraditional irrigation water sources (e.g., recycled water, brackish water) may harbor human pathogens, including Vibrio spp., that could be present in a viable-but-nonculturable (VBNC) state, stymieing current culture-based detection methods. To overcome this challenge, we coupled 5-bromo-2′-deoxyuridine (BrdU) labeling, enrichment techniques, and 16S rRNA sequencing to identify metabolically-active Vibrio spp. in nontraditional irrigation water (recycled water, pond water, non-tidal freshwater, and tidal brackish water). Our coupled BrdU-labeling and sequencing approach revealed the presence of metabolically-active Vibrio spp. at all sampling sites. Whereas, the culture-based method only detected vibrios at three of the four sites. We observed the presence of V. cholerae, V. vulnificus, and V. parahaemolyticus using both methods, while V. aesturianus and V. shilonii were detected only through our labeling/sequencing approach. Multiple other pathogens of concern to human health were also identified through our labeling/sequencing approach including P. shigelloides, B. cereus and E. cloacae. Most importantly, 16S rRNA sequencing of BrdU-labeled samples resulted in Vibrio spp. detection even when our culture-based methods resulted in negative detection. This suggests that our novel approach can effectively detect metabolically-active Vibrio spp. that may have been present in a VBNC state, refining our understanding of the prevalence of vibrios in nontraditional irrigation waters.

中文翻译：

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结合 DNA 标记和测序方法能够检测可存活但不可培养的弧菌属。在切萨皮克湾流域的灌溉水源中

非传统灌溉水源（例如，循环水、微咸水）可能含有人类病原体，包括弧菌属，它们可能以可行但不可培养 (VBNC) 的状态存在，阻碍当前基于培养的检测方法。为了克服这一挑战，我们结合 5-bromo-2'-deoxyuridine (BrdU) 标记、富集技术和 16S rRNA 测序来鉴定代谢活跃的弧菌属。在非传统灌溉水（循环水、池塘水、非潮汐淡水和潮汐微咸水）中。我们耦合的 BrdU 标记和测序方法揭示了代谢活性弧菌的存在。在所有采样点。而基于培养的方法仅在四个地点中的三个地点检测到弧菌。我们使用这两种方法观察到霍乱弧菌、创伤弧菌和副溶血弧菌的存在，而 V. aesturianus 和 V. shilonii 仅通过我们的标记/测序方法检测到。通过我们的标记/测序方法还确定了与人类健康有关的多种其他病原体，包括志贺氏假单胞菌、蜡状芽孢杆菌和阴沟肠杆菌。最重要的是，对 BrdU 标记的样品进行 16S rRNA 测序，结果产生了弧菌属。即使我们基于培养的方法导致阴性检测。这表明我们的新方法可以有效地检测代谢活跃的弧菌属。这可能存在于 VBNC 状态，从而加深了我们对非传统灌溉水中弧菌流行率的理解。通过我们的标记/测序方法还确定了与人类健康有关的多种其他病原体，包括志贺氏假单胞菌、蜡状芽孢杆菌和阴沟肠杆菌。最重要的是，对 BrdU 标记的样品进行 16S rRNA 测序，结果产生了弧菌属。即使我们基于培养的方法导致阴性检测。这表明我们的新方法可以有效地检测代谢活跃的弧菌属。这可能存在于 VBNC 状态，从而加深了我们对非传统灌溉水中弧菌流行率的理解。通过我们的标记/测序方法还确定了与人类健康有关的多种其他病原体，包括志贺氏假单胞菌、蜡状芽孢杆菌和阴沟肠杆菌。最重要的是，对 BrdU 标记的样品进行 16S rRNA 测序，结果产生了弧菌属。即使我们基于培养的方法导致阴性检测。这表明我们的新方法可以有效地检测代谢活跃的弧菌属。这可能存在于 VBNC 状态，从而加深了我们对非传统灌溉水中弧菌流行率的理解。这表明我们的新方法可以有效地检测代谢活跃的弧菌属。这可能存在于 VBNC 状态，从而加深了我们对非传统灌溉水中弧菌流行率的理解。这表明我们的新方法可以有效地检测代谢活跃的弧菌属。这可能存在于 VBNC 状态，从而加深了我们对非传统灌溉水中弧菌流行率的理解。