Application of multiplex quantitative Polymerase chain reaction methods to detect common bacterial fish pathogens in Nile tilapia, Oreochromis niloticus, hatcheries in Costa Rica

Abstract

Edwardsiella spp., Streptococcus spp., and Francisella noatunensis subsp. orientalis are some of the most important fish pathogens affecting global tilapia, Oreochromis spp., aquaculture. In Costa Rica, the aquaculture industry is dominated by freshwater‐cultured Nile tilapia, Oreochromis niloticus, which are raised in all seven national provinces. At present, little is known regarding the diversity of pathogens present in these facilities, and definitive identification of agents associated with disease outbreaks are rare. To evaluate the prevalence of common bacterial pathogens in these systems, this study used multiplex quantitative polymerase chain reaction (qPCR) assays targeting Edwardsiella, Streptococcus, and Francisella species as a diagnostic and surveillance tool. In 2017, seven different tilapia hatcheries were visited, and 350 fingerlings were subjected to necropsy and molecular diagnostic evaluation. Fish exhibiting gross signs of disease were subjected to histological and microbiological analysis. For the first time, Edwardsiella anguillarum was recovered and molecularly confirmed from diseased tilapia in Costa Rica. In addition, F. noatunensis subsp. orientalis was identified in a region of Costa Rica where it had not been previously reportedEdwardsiella spp., Streptococcus spp. y Francisella noatunensis subsp. orientalis son algunos de los patógenos de peces más importantes que afectan a la tilapia mundial, Oreochromis spp. y la acuicultura. En Costa Rica, la industria de la acuicultura está dominada por la tilapia del Nilo cultivada en agua dulce, Oreochromis niloticus, que se cría en las siete provincias nacionales. En la actualidad se sabe poco sobre la diversidad de patógenos presentes en esas instalaciones, y la identificación definitiva de los agentes asociados a los brotes de enfermedades es poco frecuente. Para evaluar la prevalencia de patógenos bacterianos comunes en estos sistemas, en el presente estudio se utilizaron ensayos cuantitativos múltiples de reacción en cadena de la polimerasa (qPCR) dirigidos a las especies Edwardsiella, Streptococcus y Francisella como instrumento de diagnóstico y vigilancia. En 2017, se visitaron siete criaderos diferentes de tilapia y se sometió a 350 alevines a una necropsia y a una evaluación de diagnóstico molecular. Los peces que presentaban signos graves de enfermedad se sometieron a análisis histológicos y microbiológicos. Por primera vez, se recuperó y se confirmó molecularmente la presencia de Edwardsiella anguillarum en tilapias enfermas en Costa Rica. Además, se identificó F. noatunensis subsp. orientalis en una región de Costa Rica en la que no se había notificado anteriormente.