Environmental signatures and fish proteomics: A multidisciplinary study to identify the major stressors in estuaries located in French agricultural watersheds
2024
Laurent, Jennifer | Le Berre, Iwan | Armengaud, Jean | Waeles, Matthieu | Sturbois, Anthony | Durand, Gaël | Le Floch, Stéphane | Laroche, Jean | Pichereau, Vianney | Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | Centre de documentation de recherche et d'expérimentations sur les pollutions accidentelles des eaux (Cedre) ; Cedre | Littoral, Environnement, Télédétection, Géomatique UMR 6554 (LETG) ; Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Géographie et d'Aménagement Régional de l'Université de Nantes (Nantes Univ - IGARUN) ; Nantes Université - pôle Humanités ; Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Humanités ; Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ) | Laboratoire Innovations technologiques pour la Détection et le Diagnostic (LI2D) ; Service de Pharmacologie et Immunoanalyse (SPI) ; Médicaments et Technologies pour la Santé (MTS) ; Université Paris-Saclay-Institut des Sciences du Vivant Frédéric JOLIOT (JOLIOT) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Paris-Saclay-Institut des Sciences du Vivant Frédéric JOLIOT (JOLIOT) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Médicaments et Technologies pour la Santé (MTS) ; Université Paris-Saclay-Institut des Sciences du Vivant Frédéric JOLIOT (JOLIOT) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Paris-Saclay-Institut des Sciences du Vivant Frédéric JOLIOT (JOLIOT) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE) | LABOCEA Laboratoire [Plouzané, France] | ANR-17-EURE-0015,ISBlue,Interdisciplinary Graduate School for the Blue planet(2017)
International audience
显示更多 [+] 显示较少 [-]英语. Watersheds and estuaries are impacted by multiple anthropogenic stressors that affect their biodiversity and functioning. Assessing their ecological quality has consequently remained challenging for scientists and stakeholders. In this paper, we propose a multidisciplinary approach to identify the stressors in seven small French estuaries located in agricultural watersheds. We collected data from landscape (geography, hydrobiology) to estuary (pollutant chemistry) and fish individual scales (environmental signatures, proteomics). This integrative approach focused on the whole hydrosystems, from river basins to estuaries. To characterize each watershed, we attempted to determine the land use considering geographic indicators (agricultural and urbanised surfaces) and landscape patterns (hedges density and riparian vegetation). Juveniles of European flounder (Platichthys flesus) were captured in September, after an average residence of five summer months in the estuary. Analyses of water, sediments and biota allowed to determine the concentrations of dissolved inorganic nitrogen species, pesticides and trace elements in the systems. Environmental signatures were also measured in flounder tissues. These environmental parameters were used to establish a typology of the watersheds. Furthermore, data from proteomics on fish liver were combined with environmental signatures to determine the responses of fish to stressors in their environments. Differential protein abundances highlighted a dysregulation related to the detoxification of xenobiotics (mainly pesticides) in agricultural watersheds, characterized by intensive cereal and vegetable crops and high livestock. Omics also revealed a dysregulation of proteins associated with the response to hypoxia and heat stress in some estuaries. Furthermore, we highlighted a dysregulation of proteins involved in urea cycle, immunity and metabolism of fatty acids in several systems. Finally, the combination of environmental and molecular signatures appears to be a relevant method to identify the major stressors operating within hydrosystems.
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