2. Abstract Spill over of SARs-CoV-2 into a variety of wild and domestic animals has been an ongoing feature of the human pandemic. The establishment of a new reservoir in white tailed deer in North America and increasing divergence of the viruses circulating in them from those circulating in the human population has highlighted the ongoing risk this poses for global health. Some parts of the world have seen more intensive monitoring of wildlife species for SARS-CoV-2 and related coronaviruses but there are still very large gaps in geographical and species-specific information. This paper reports negative results for SARS-CoV-2 PCR based testing using a pan coronavirus end point RDRP PCR and a Sarbecovirus specific E gene qPCR on lung and or gut tissue from wildlife from the Indian State of Kerala. These animals included: 121 Rhinolophus rouxii (Rufous Horsehoe Bat), 6 Rhinolophus bedommei (Lesser Woolly Horseshoe Bat), 15 Rossettus leschenaultii (Fulvous Fruit Bat), 47 Macaca radiata (Bonnet macaques), 35 Paradoxurus hermaphroditus ( Common Palm Civet), 5 Viverricula indica (Small Indian Civet), 4 Herpestes edwardsii (Common Mongoose), 10 Panthera tigris (Bengal Tiger), 8 Panthera pardus fusca (Indian Leopard), 4 Prionailurus bengalensis (Leopard cats), 2 Felis chaus (Jungle cats), 2 Cuon alpinus (Wild dogs) and 1 Melursus ursinus (sloth bear).

Abstract Butyrate is a short chain fatty acid with important industrial applications produced by chemical synthesis. With consumer demand for green products, the fermentative production of butyric acid by microorganisms such as Clostridium is attracting interest. Clostridium butyricum ferments non-digested dietary fibre in the colon to produce butyrate which has multiple health benefits, and certain strains are exploited as probiotics, such as MIYAIRI588 (CBM588). Knowledge of the genes encoding enzymes involved in butyrate production and determining those that are rate-limiting due to low concentrations, could enable strain engineering for higher yields. To this end whole genome sequencing of CBM588 was performed and a circular chromosome, a megaplasmid and the previously reported cryptic plasmid, pCBM588, identified. All genes involved in the butyrate production pathway were found on the chromosome. To identify rate-limiting steps, the relative abundance of the encoded enzymes was assessed by liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) of total cytosolic proteins. Phosphotransbutyrylase (Ptb) was the least abundant closely followed by butyrate kinase (Buk) and crotonase (Crt). Analysis of upstream regulatory sequences revealed the potential importance of an intact Shine-Dalgarno sequence. Results of this study can now guide bioengineering experiments to improve butyrate yields and enhance the performance of CBM588 as a probiotic.

Knowledge of Feline Leukemia Virus (FeLV) sequence variation has mainly been developed using Sanger sequencing methods. However, advances in next generation sequencing methods and their broad use in laboratories has been changing our understanding of viral genetics. FeLV sequencing has specific complications with the presence of both exogenous (exFeLV) and endogenous (enFeLV) virus with frequent recombination between them, limiting sequencing approaches. Here we report an FeLV-A and FeLV-B amplicon-based comparison between Sanger, Illumina, and Oxford Nanopore sequencing methods in Chilean domestic cats. We analysed the hypervariable envelope gene, where a higher number of variants as well as recombination with endogenous strains occurs. We detected multiple variants and viral quasispecies infecting the cats. We compared these three methods to evaluate the advantages and disadvantages between them. Although the Sanger method is highly reliable, it showed a high fail rate (many amplicons did not produce useable sequence) and the sequences obtained showed artificial sequence clustering when compared with the NGS methods. Illumina sequencing showed a lower error rate but could not discriminate between exogenous and endogenous viruses. Finally, Oxford Nanopore (MinION) sequencing could successfully detect low-abundance sequences and discriminate between FeLV-A and FeLV-B sequences, although its higher error-rate requires caution in interpretation of the results. Our results indicate advantages and disadvantages for each method, with the purpose of sequencing needing to be considered in the choice of method. Results of large viral phylogenetic trees combing sequences derived from mixed sequencing methods, such as those combining historical and contemporary sequencing need to be considered with some caution as artificial clustering by sequencing method may occur.

High throughput sequencing, and quantitative polymerase chain reaction (qPCR), can detect changes in bacterial communities or the genes that they carry, between different environments or treatments. These methods are applied widely to microbiomes in humans, animals, soil and water; an important application is for changes in antimicrobial resistance genes (ARGs). However, at present, there is no statistical method to determine whether observed changes in the overall composition are significant, or result from random variations between samples. Therefore researchers are limited to graphical descriptions. We describe a novel statistical method to determine whether or not observed differences in bacterial populations or their genes are significant. It can be used with data from shotgun metagenomics, 16S characterisation or qPCR. It can also be used for experimental design, to calculate the number of samples needed in future experiments. We show its application to two example data sets. The first is published data on bacterial communities and ARGs in the environment, in which we show that there are significant changes in both ARG and community composition. The second is a new data set on seasonality in bacterial communities and ARGs in hooves from four sheep. While the observed differences are not significant, we show that a minimum group size of eight sheep in a future experiment would provide sufficient power to observe significant changes, should the already observed changes be true. This method has broad uses for statistical testing and experimental design in experiments on changing microbiomes, including for studies on antimicrobial resistance.

Abstract Footrot is a polymicrobial infectious disease in sheep causing severe lameness, leading to one of the industry’s biggest welfare problems. The complex aetiology of footrot makes in-situ or in-vitro investigations difficult. Computational methods offer a solution to understanding the bacteria involved, how they may interact with the host and ultimately providing a way to identify targets for future hypotheses driven investigative work. Here we present the first combined global analysis of the bacterial community transcripts together with the host immune response in healthy and diseased ovine feet during a natural polymicrobial infection state using metatranscriptomics. The intra tissue and surface bacterial populations and the most abundant bacterial transcriptome were analysed, demonstrating footrot affected skin has a reduced diversity and increased abundances of, not only the causative bacteria Dichelobacter nodosus , but other species such as Mycoplasma fermentans and Porphyromonas asaccharolytica . Host transcriptomics reveals a suppression of biological processes relating to skin barrier function, vascular functions, and immunosurveillance in unhealthy interdigital skin, supported by histological findings that type I collagen (associated with scar tissue formation) is significantly increased in footrot affected interdigital skin comparted to outwardly healthy skin. Finally, we provide some interesting indications of host and pathogen interactions associated with virulence genes and the host spliceosome which could lead to the identification of future therapeutic targets. Impact Statement Lameness in sheep is a global welfare and economic concern and footrot is the leading cause of lameness, affecting up to 70% of flocks in the U.K. Current methods for control of this disease are labour intensive and account for approximately 65% of antibiotic use in sheep farming, whilst preventative vaccines suffer from poor efficacy due to antigen competition. Our limited understanding of cofounders, such as strain variation and polymicrobial nature of infection mean new efficacious, affordable and scalable control measures are not receiving much attention. Here we examine the surface and intracellular bacterial populations and propose potential interactions with the host. Identification of these key bacterial species involved in the initiation and progression of disease and the host immune mechanisms could help form the basis of new therapies.

Listeria monocytogenes is an important foodborne pathogen in human and veterinary health, causing significant morbidity and mortality including abortion. It has a particular tropism for the gravid uterus, however, the route of infection in reproductive tissues of ruminants (i.e. placentome), is much less clear. In this study, we aimed to investigate a bovine caruncular epithelial cell (BCEC) line as a model for L. monocytogenes infection of the bovine reproductive tract. The BCEC infection model was used to assess the ability of 14 different L. monocytogenes isolates to infect these cells. Lysozyme sensitivity and bacterial survival in 580 μg lysozyme/ml correlated with attenuated ability to proliferate in BCEC (p=0.004 and p=0.02, respectively). Four isolates were significantly attenuated compared to the control strain 10403S. One of these strains (AR008) showed evidence of compromised cell wall leading to increased sensitivity to β-lactam antibiotics, and another (7644) had compromised cell membrane integrity leading to increased sensitivity to cationic peptides. Whole genome sequencing followed by Multi Locus Sequence Type analysis identified that five invasive isolates had the same sequence type, ST59, despite originating from three different clinical conditions. Virulence gene analysis showed that the attenuated isolate LM4 was lacking two virulence genes (uhpT, virR) known to be involved in intracellular growth and virulence. In conclusion, the BCEC model was able to differentiate between the infective potential of different isolates. Moreover, resistance to lysozyme correlated with the ability to invade and replicate within BCEC, suggesting co-selection for surviving challenging environments as the abomasum.

Abstract Horseshoe bats are the natural hosts of the Sarbecovirus subgenus that includes SARS-CoV-1 and 2. Despite the devastating impacts of the COVID-19 pandemic, there is still little known about the underlying epidemiology and virology of sarbecoviruses in their natural hosts, leaving large gaps in our pandemic preparedness. Here we describe the results of PCR testing for sarbecoviruses in the two horseshoe bat species ( Rhinolophus hipposideros and R. ferrumequinum ) present in Great Britain, collected in 2021-22 during the peak of COVID-19 pandemic. One hundred and ninety seven R. hipposideros samples from 33 roost sites and 277 R. ferremequinum samples from 20 roost sites were tested. No coronaviruses were detected in any samples from R. ferrumequinum whereas 44% and 56% of individual and pooled (respectively) faecal samples from R. hipposideros across multiple roost sites tested positive in a sarbecovirus-specific qPCR. Full genome sequences were generated from three of the positive samples (and partial genomes from two more) using Illumina RNAseq on unenriched samples. Phylogenetic analyses showed that the obtained sequences belong to the same monophyletic clade, with >95% similarity, as previously reported European isolates from R. hipposideros . The sequences differed in the presence or absence of accessory genes ORF 7b, 9b and 10. All lacked the furin cleavage site of SARS-CoV-2 spike gene and are therefore unlikely to be infective for humans. These results demonstrate a lack, or at least low incidence, of SARS-CoV-2 spill over from humans to susceptible GB bats, and confirm that sarbecovirus infection is widespread in R. hipposideros . Despite frequently sharing roost sites with R. ferrumequinum , no evidence of cross-species transmission was found.

Abstract Motivation Current methods for visualising and interrogating high-throughput transposon insertion mutagenesis sequencing (TIS) data requires a significant time investment in learning bioinformatics, often producing static figures that do not facilitate real time analysis. Summary We have created an accessible web-based browser tool for visualisation and downstream analysis of high-throughput TIS data. This includes multiple interactive and sortable tables to aid the user to identify genes of interest, enabling the user to gain a greater understanding of the genes contributing to fitness in their experimental work. PIMMS-Dash permits researchers, with any level of bioinformatics knowledge, to interrogate data sets and generate publication quality figures. Availability PIMMS-Dash is freely available and is accessible online at https://pimms-dashboard-uon.azurewebsites.net

Repeat spill over of SARS-CoV-2 into new hosts has highlighted the critical role of cross species transmission of coronaviruses and establishment of new reservoirs of virus in pandemic and epizootic spread of coronaviruses. Species particularly susceptible to SARS-CoV-2 spill-over include Mustelidae (mink, ferrets and related animals) and cricetid rodents (hamsters and related animals). These predispositions led us to screen British wildlife with sarbecovirus specific qPCR and pan coronavirus PCR assays for SARS-CoV-2 using samples collected during the human pandemic to establish if widespread spill-over was occurring. Fourteen wildlife species (n=402) were tested, including : 2 Red Foxes (Vulpes vulpes), 101 Badgers (Meles meles), 2 wild American Mink (Neovison vison), 41 Pine Marten (Martes martes), 2 Weasels (Mustela nivalis), 7 Stoats (Mustela erminea), 108 Water Voles (Arvicola amphibius), 39 Bank voles (Myodes glareolous), 10 Field Voles ( Microtus agrestis), 15 Wood Mice (Apodemus sylvaticus), 1 Common Shrew (Sorex aranaeus), 2 Pygmy Shrews (Sorex minutus), 2 Hedgehogs (Erinaceus europaeus) and 75 Eurasian Otters (Lutra lutra). No cases of SARS-CoV-2 were detected in any animals, however a novel minacovirus related to mink and ferret alphacoronaviruses was detected in stoats recently introduced to the Orkney Islands. This group of viruses is of interest due to pathogenicity in ferrets. The impact of this virus on the health of stoat populations remains to be established.