GERBAM — Deuxième Colloque International de Bactériologie marine
IFREMER, Actes de Colloques, 3, 1986, pp. 507-514
CNRS, Brest, 1-5 octobre 1984
59
FLUORESCENT ANTIBODY ENUMERATION OF VIBRIO CHOLERAE IN THE
MARINE ENVIRONMENT
p.R. BRAYTON, D.B. ROSZAK, L.M. PALMER, S.A. HUQ, D.J. GRIMES,
R. R. COLWELL
Department of Microbiology, University of Maryland, COLLEGE PARK, Maryland,
20742(USA)
ABSTRACT - From a series of microcosm studies performed in our laboratory, it has been observed that over
time V. cholerae and related potential human pathogens enter a viable but nonculturable state. Direct viable
counts by epifluorescent microscopy consistently remain higher than corresponding plate counts. Thus, the
assumption that pathogens “die-off” or ’’decay” in the marine environment must be re-evaluated, since stressed
or nutrient starved cells are unable to grow and be enumerated by standard plate count methods. Indirect
immunofluorescent microscopy offers a’more sensitive detection system for environment sampling for human
pathogens. Field studies indicate that cultures positive for V. cholerae Ol are also positive by fluorescent
antibody staining ; however, the reverse was not necessarily true. By adapting epifluorescent techniques for
environmental studies, a more realistic, i.e., valid estimate of V. cholerae Ol population size can be obtained
directly from environmental samples.
Key words : V. cholerae, microcosm, viable, non-culturable, immunofluorescent-epifluorescent
RÉSUMÉ - D’après une série d'études de microcosmes réalisées dans notre laboratoire, il a été observé que V.
cholerae et d’autres pathogènes potentiels pour l’homme sont toujours à l’état viable mais non cultivable en
milieu de culture. Les comptages directs de bactéries viables par microscope à épifluorescence restent nettement
plus fort que les numérations sur milieu de culture correspondantes. Aussi, l’hypothèse selon laquelle les
bactéries pathogènes “meurent” ou “disparaissent” dans l’environnement marin doit être revue, puisque les
cellules stressées ou à jeun sont incapables de se développer et d’être dénombrées par les méthodes de culture
classiques. La microscopie indirecte par immunofluorescence permet une détection plus sensible pour les
pathogènes de l’homme dans les échantillons naturels. Les études indiquent que les cultures positives pour V.
cholerae 01 sont aussi positives par la coloration fluorescente des anticorps ; cependant, l' inverse n'est pas
forcément vérifié. En adaptant les techniques d’épifluorescence pour les études dans le milieu naturel, une
estimation plus proche de la réalité de la taille des populations de F. cholerae 01 peut être obtenue directement.
Mots clés : V. cholerae, microcosme, viable, non cultivable sur milieu de culture, immunofluorescence,
épifluorescence.
Determining the number of pathogens and indicator organisms in the marine environment is imperative for assessing the public health safety of coastal and estuarine waters.
Bacteria entering coastal waters confront a variety of temperature, salinity, and nutrient
concentration changes, with all parameters not necessarily optimal, or even permissive,
for growth and replication at any given time. Is there then, a rapid “die-off during
unfavorable conditions as some investigators suggest (Mitchell, 1968), or rather, do the
organisms employ a survival strategy until more satisfactory conditions for growth
occur ? Extensive studies employing microcosms in the laboratory, using Escherichia coli,
Vibrio cholerae, Salmonella and Shigella spp., have shown that these organisms persist in
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IFREMER, Actes de Colloques, 3, 1986, pp. 507-514
CNRS, Brest, 1-5 octobre 1984
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FLUORESCENT ANTIBODY ENUMERATION OF VIBRIO CHOLERAE IN THE
MARINE ENVIRONMENT
p.R. BRAYTON, D.B. ROSZAK, L.M. PALMER, S.A. HUQ, D.J. GRIMES,
R. R. COLWELL
Department of Microbiology, University of Maryland, COLLEGE PARK, Maryland,
20742(USA)
ABSTRACT - From a series of microcosm studies performed in our laboratory, it has been observed that over
time V. cholerae and related potential human pathogens enter a viable but nonculturable state. Direct viable
counts by epifluorescent microscopy consistently remain higher than corresponding plate counts. Thus, the
assumption that pathogens “die-off” or ’’decay” in the marine environment must be re-evaluated, since stressed
or nutrient starved cells are unable to grow and be enumerated by standard plate count methods. Indirect
immunofluorescent microscopy offers a’more sensitive detection system for environment sampling for human
pathogens. Field studies indicate that cultures positive for V. cholerae Ol are also positive by fluorescent
antibody staining ; however, the reverse was not necessarily true. By adapting epifluorescent techniques for
environmental studies, a more realistic, i.e., valid estimate of V. cholerae Ol population size can be obtained
directly from environmental samples.
Key words : V. cholerae, microcosm, viable, non-culturable, immunofluorescent-epifluorescent
RÉSUMÉ - D’après une série d'études de microcosmes réalisées dans notre laboratoire, il a été observé que V.
cholerae et d’autres pathogènes potentiels pour l’homme sont toujours à l’état viable mais non cultivable en
milieu de culture. Les comptages directs de bactéries viables par microscope à épifluorescence restent nettement
plus fort que les numérations sur milieu de culture correspondantes. Aussi, l’hypothèse selon laquelle les
bactéries pathogènes “meurent” ou “disparaissent” dans l’environnement marin doit être revue, puisque les
cellules stressées ou à jeun sont incapables de se développer et d’être dénombrées par les méthodes de culture
classiques. La microscopie indirecte par immunofluorescence permet une détection plus sensible pour les
pathogènes de l’homme dans les échantillons naturels. Les études indiquent que les cultures positives pour V.
cholerae 01 sont aussi positives par la coloration fluorescente des anticorps ; cependant, l' inverse n'est pas
forcément vérifié. En adaptant les techniques d’épifluorescence pour les études dans le milieu naturel, une
estimation plus proche de la réalité de la taille des populations de F. cholerae 01 peut être obtenue directement.
Mots clés : V. cholerae, microcosme, viable, non cultivable sur milieu de culture, immunofluorescence,
épifluorescence.
Determining the number of pathogens and indicator organisms in the marine environment is imperative for assessing the public health safety of coastal and estuarine waters.
Bacteria entering coastal waters confront a variety of temperature, salinity, and nutrient
concentration changes, with all parameters not necessarily optimal, or even permissive,
for growth and replication at any given time. Is there then, a rapid “die-off during
unfavorable conditions as some investigators suggest (Mitchell, 1968), or rather, do the
organisms employ a survival strategy until more satisfactory conditions for growth
occur ? Extensive studies employing microcosms in the laboratory, using Escherichia coli,
Vibrio cholerae, Salmonella and Shigella spp., have shown that these organisms persist in
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