Abstract The emergence of new bacterial pathogens is a continuing challenge for agriculture and food safety. Salmonella enterica serovar Typhimurium ( S . Typhimurium) is a major cause of foodborne illness worldwide, with pigs a major zoonotic reservoir. Two variants, S . Typhimurium phage type U288 and monophasic S . Typhimurium ( S . 4,[5],12:i:-) ST34 emerged and have accounted for the majority of isolates from pigs in the UK in the past two decades, but have distinct host range and risk to food safety. ST34 accounts for over 50% of all S . Typhimurium infections in people while U288 less than 2%. U288 and ST34 form distinct phylogenetic clusters within S . Typhimurium, defined by approximately 600 SNPs within their 5 Mbp genomes. Evolution of the U288 clade from an LT2-like ancestor was characterised by the acquisition of AMR genes, insertions and deletions in the virulence plasmid pU288-1, and the accumulation of polymorphisms, some of which resulted in truncation of coding sequences. U288 isolates exhibited lower growth rate and viability following desiccation compared to ST34 isolates, characteristics that could affect transmission through the food chain. U288 and ST34 isolates exhibited distinct outcomes of infection in the murine model of colitis, and colonised pigs in a manner that affected the disease symptoms and distribution in organs. U288 infection was more disseminated in the lymph nodes while ST34 were recovered in greater numbers in the intestinal contents. These data are consistent with the evolution of S . Typhimurium U288 adaptation to pigs that may determine their reduced zoonotic potential. Importance Bacterial pathogens continually evolve to exploit new ecological niches as they emerge due to human activity including agricultural, medical or societal practice. The consequences of the emergence of new pathogens may affect outcome of infection and risk to human or animal health. Genome sequence can resolve the population structure, identify variants that are evolving as they enter a new niche, and pinpoint potential functional divergence. We report a variant S . Typhimurium that adapted to a unique niche distinct to that occupied by a second S . Typhimurium variant circulating in the same pig populations. Adaptation was accompanied by phenotypic and genotypic changes consistent with a more invasive lifestyle and a decreased zoonotic potential observed in the epidemiological record. Our findings suggest that pathogen genotypic variation may be useful in estimating zoonotic potential and threat to livestock welfare.

Salmonella enterica serotype Typhimurium ( S . Typhimurium) is a leading cause of gastroenteritis and disseminated disease worldwide. Two S . Typhimurium strains (SL1344 and ATCC14028) are widely used to study host-pathogen interactions, yet genotypic variation results in strains with diverse host range, pathogenicity and risk to food safety. A robust fully parsimonious phylogenetic tree constructed from recombination purged variation in the whole genome sequence of 131 diverse strains of S . Typhimurium revealed population structure composed of two high order clades (α and β) and multiple subclades on extended internal branches, that exhibited distinct signatures of host adaptation and anthropogenic selection. Clade α contained a number of subclades composed of strains from well characterized epidemics in domesticated animals, while clade β predominantly contained subclades associated with wild avian species, with the notable exception of a subclade containing the DT204/49 complex. The contrasting epidemiology of α and β strains was reflected in a distinct distribution of antimicrobial resistance (AMR) genes, accumulation of hypothetically disrupted coding sequences (HDCS), and signatures of functional diversification associated with invasiveness of host adapted serotypes. Gene flux was predominantly driven by acquisition, loss or recombination of prophage. The acquisition of large genetic islands (SGI-1 and 4) was limited to two recent pandemic clones (DT104 and monophasic S . Typhimurium ST34) in clade α. Together, our data are consistent with the view that a broad host range common ancestor of S . Typhimurium diversified with clade α lineages remained largely associated with multiple domesticated animal species, while clade β spawned multiple lineages that underwent diversifying selection associated with adaptation to various niches, predominantly in wild avian species.