ABSTRACT As pollinators and producers of numerous human consumed products, honey bees have great ecological, economic and health importance. The composition of their bacteriota, for which the available knowledge is limited, is essential for their body’s functioning. Based on our survey, we performed a metagenomic analysis of samples collected by repeated sampling. We used geolocations that represent the climatic types of the study area over two nutritionally extreme periods (March and May) of the collection season. In bacteriome composition, significant (p=0.002) difference was found between the samples from March and May. The samples’ bacteriome from March showed a significant (p=0.02) composition difference between cooler and the warmer regions. However, there were no significant bacteriome composition differences among the climatic classes of samples taken in May. Based on our results, one may conclude that the composition of healthy core bacteriome in honey bees varies depending on the climatic and seasonal conditions. This is likely due to climatic factors and vegetation states determining the availability and nutrient content of flowering plants. The results of our study prove that in order to gain a thorough understanding of a microbiome’s natural diversity, we need to obtain the necessary information from extreme ranges within the host’s health state.

Abstract Single-cell transcriptomics are powerful tools to define neuronal cell types based on co-expressed gene clusters. Limited RNA input in these technologies necessarily compromises transcriptome coverage and accuracy of differential expression analysis. We propose that bulk RNA-sequencing of neuronal pools defined by spatial position offers an alternative strategy to overcome these technical limitations. We report an LCM-Seq method which allows deep transcriptome profiling of fluorescently-tagged neuron populations isolated with laser-capture microdissection (LCM) from histological sections of transgenic mice. Mild formaldehyde-fixation of ZsGreen marker protein, LCM sampling of ∼300 pooled neurons, followed by RNA isolation, library preparation and RNA-sequencing with methods optimized for nanogramm amounts of moderately degraded RNA enabled us to detect ∼15,000 different transcripts in fluorescently-labeled cholinergic neuron populations. The versatile LCM-Seq method showed excellent accuracy in quantitative studies, with 2,891 transcripts expressed differentially between the spatially defined and clinically relevant cholinergic neuron populations of the caudate-putamen and medial septum.

Probiotics are widely used in broiler chickens to support the gut microbiome, gut health, and to reduce the amount of antibiotics used. Despite their benefits, there is concern over their ability to carry and spread antimicrobial resistance genes (ARGs), posing a significant public health risk. This study utilized next-generation sequencing to investigate ARGs in probiotics approved for poultry, focusing on their potential to be transferred via mobile genetic elements such as plasmids and phages. We examined the gut microbiome and resistome changes in 60 broiler chickens over their rearing period, correlating these changes with different probiotic treatments. Specific resistance mechanisms against critically important antibiotics were identified, including genes related to fluoroquinolone resistance and peptide antibiotic resistance. We also found genes with significant relevance to public health (

ABSTRACT Antimicrobial resistance (AMR) is one of the foremost threats facing the treatment of infectious diseases worldwide. Recent studies have highlighted the potential for antimicrobial resistance genes (ARGs) in fermented foods to contribute to AMR via horizontal gene transfer (HGT). The focus of our study was investigating the ARG content (resistome) and mobility potential of the ARGs (mobilome) of bacterial strains commonly used in probiotic products, namely yoghurt and kefir. We performed metagenomic analyses on freely available data sets (n=584) originating from various kefir and yoghurt strains using next generation sequencing (NGS) in order to gain an insight into the ARG diversity, frequency and mobility. Our study shows that kefir and yoghurt products carry diverse and significant amounts of ARGs and that these genes may often be associated with iMGEs or plasmids, conferring mobility. Certain bacteria species such as Bifidobacterium animalis and Streptococcus thermophilus were found to have higher ARG content. Overall, our results support the hypothesis that ARGs are present in fermented foods, namely yoghurt and kefir, and have the potential to contribute to AMR.

ABSTRACT Background The microbial communities of disease vectors may represent a key feature in several biological functions and thus deserve special attention in light of climate change and the consequent need to develop novel control strategies. Nevertheless, vector-borne microbial networks are still poorly understood. Assessing vectors’ microbial interactions and climatic dependencies may contribute to better-estimating pathogen transmission characteristics, public health risks and the urgency for control steps to be taken. Methods In a climatically representative country-wide survey, Ixodes ricinus ticks were collected from 17 locations in Hungary. Using shotgun metagenomic sequencing, the bacteriome composition was analyzed by investigating the relationship between the abundances of nymphs and females in various climatic environments. Results Bacterial composition on the genus level revealed a significant difference between the samples from females and nymphs. Within the core bacteriome, females and nymphs showed significant variation in the following genera: Arsenophonus, Bacillus, Candidatus Midichloria, Rhodococcus, Sphingomonas, Staphylococcus, Wolbachia . Among females, according to temperature strata, the following were found differentiating: Curtobacterium, Pseudomonas, Sphingomonas . There was no genus with a significant difference in precipitation categories for females. In the nymphs, Curtobacterium showed significant variation between temperature and Bacillus and Curtobacterium for various precipitation levels. Based on the full sample set, Arsenophonus and Wolbachia correlated positively which we assumed to have occurred due to the presence of I. hookeri . Conclusions The composition of vector-borne bacteriome members showed significant alterations at sampling points with different climatic conditions and development stages of the tick hosts. Our findings not only pave the way towards understanding tick-borne bacterial networks and interdependencies but also shed light on the high potential for the presence of a possible biological tick control species, the tick parasitoid, Ixodiphagus hookeri based on related bacteriome patterns. The results of conscious tick microbiome assessment studies may contribute to precision tick control strategies of the future.

ABSTRACT Tick-borne infections, including those of bacterial origin, are significant public health issues. Antimicrobial resistance (AMR), which is one of the most pressing health challenges of our time, is driven by specific genetic determinants, primarily by the antimicrobial resistance genes (ARGs) of bacteria. In our work, we investigated the occurrence of ARGs in the genomes of tick-borne bacterial species that can cause human infections. For this purpose, we processed short/long reads of 1550 bacterial isolates of the genera Anaplasma (n=20), Bartonella (n=131), Borrelia (n=311), Coxiella (n=73), Ehrlichia (n=13), Francisella (n=959) and Rickettsia (n=43) generated by second/third generation sequencing that have been freely accessible at the NCBI SRA repository. From Francisella tularensis , 98.9% of the samples contained the FTU-1 gene, and 16.3% contained additional ARGs. Only 2.2% of isolates from other genera ( Bartonella : 2, Coxiella : 8, Ehrlichia : 1, Rickettsia : 2) contained any ARG. We found that the odds of ARG occurrence in Coxiella samples were significantly higher in isolates related to farm animals than from other sources. Our results describe a lack in ARGs in these bacteria and suggest that antibiotic susceptibility testing might be considered before the treatment of tick-borne infections in farm animals.

ABSTRACT The skin mucus bacteriome of fish plays an important role in the health of their hosts. Despite the economic importance of the common carp ( Cyprinus carpio ), research on its skin bacteriome composition is still missing. To date, most studies on the composition of fish skin bacteriome have used amplicon sequencing, despite the limitations associated with this method. In our study, a shotgun metagenomic approach was applied to characterize the external mucus bacteriome of 8 carp specimens from two different ponds on a fish farm in Hungary. Besides the carp samples, water was also sequenced from the two corresponding ponds. Each carp skin sample was dominated by the phylum Proteobacteria , followed by Actinobacteria, Bacteroidota, Firmicutes, Cyanobacteria and Planctomycetota . Additionally, we have found strong concordance between the water and carp skin mucus samples, despite most studies describing an opposite relationship. Furthermore, shotgun metagenomics allowed us to apply functional annotation to the metagenomes, which revealed several metabolic functions. We present, to our knowledge, the first description of the common carp ( Cyprinus carpio ) skin mucus bacteriome. Even though our results showed a high level of host genome contamination, we could still provide valuable insight into the external bacterial community of this species. The presented data can provide a basis for future metagenome studies of carp or other fish species.

ABSTRACT Animal products may play a role in developing and spreading antimicrobial resistance in several ways. On the one hand, residues of antibiotics not adequately used in animal farming can enter the human body via food. But resistant bacteria may also be present in animal products, which can transfer the antimicrobial resistance genes (ARG) to the bacteria in the consumer’s body by horizontal gene transfer. As previous studies have shown that fermented foods have a meaningful ARG content, it is indicated that such genes may also be present in silage used as mass feed in the cattle sector. In our study, we aspired to answer what ARGs occur in silage and what mobility characteristics they have? For this purpose, we have analyzed bioinformatically 52 freely available deep sequenced silage samples from shotgun metagenome next-generation sequencing. A total of 17 perfect matched ARGs occurred 55 times in the samples. More than half of these ARGs are mobile because they can be linked to integrative mobile genetic elements, prophages or plasmids. Our results point to a neglected but substantial ARG source in the food chain.

ABSTRACT In Hungary, as part of a nationwide, climatically balanced survey for a next-generation sequencing-based study of the honey bee ( Apis mellifera ) gut microbiome, repeated sampling was carried out during the honey production season (March and May 2019). Among other findings, the presence of Apis mellifera filamentous virus (AmFV) was detected in all samples, some at very high levels. AmFV-derived reads were more abundant in the March samples than in the May samples. In March, a higher abundance of AmFV-originated reads was identified in samples collected from warmer areas compared to those collected from cooler areas. A lower proportion of AmFV-derived reads were identified in samples collected in March from the wetter areas than those collected from the drier areas. AmFV-read abundance in samples collected in May showed no significant differences between groups based on either environmental temperature or precipitation. The AmFV abundance correlated negatively with Bartonella apihabitans, Bartonella choladocola , and positively with Frischella perrara, Gilliamella apicola, Gilliamella sp. ESL0443, Lactobacillus apis, Lactobacillus kullabergensis, Lactobacillus sp. IBH004. De novo metagenome assembly of four samples resulted in almost the complete AmFV genome. According to phylogenetic analysis based on DNA polymerase, the Hungarian strains are closest to the strain CH-05 isolated in Switzerland.