The comet assay, a sensitive biomarker of water quality improvement following adoption of beneficial agricultural practices?
The comet assay, a sensitive biomarker of water quality improvement following adoption of beneficial agricultural practices?
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- dc.contributor.author
- Gendron, Andrée D.
- Lacaze, Émilie
- Taranu, Zofia E.
- Gouge, Rebecca
- Larbi‐Youcef, Yasmina
- Houde, Magali
- André, Chantal
- Gagné, François
- Triffault‐Bouchet, Gaëlle
- Girouxe, Isabelle
- dc.date.accepted
- 2023-07-06
- dc.date.accessioned
- 2024-03-26T17:57:15Z
- dc.date.available
- 2024-03-26T17:57:15Z
- dc.date.issued
- 2023-07-07
- dc.date.submitted
- 2023-02-10
- dc.description.abstract - en
- Numerous actions have been undertaken by farmers to attenuate the impact of agricultural activities on aquatic ecosystems. The identification of biomarkers that respond quickly to water quality improvement could facilitate the assessment of adopted alternative practices and help maintain mobilization among stakeholders. We evaluated the potential of the comet assay, a biomarker of genotoxic effects, using a freshwater mussel, Elliptio complanata, as a model animal. The frequency of DNA damage was assessed in hemocytes of mussels collected from a pristine habitat and caged for 8 weeks in the Pot au Beurre River, a tributary of the fluvial Lake St.-Pierre (Quebec, Canada) impacted by agricultural activities. We found that the level of DNA damage naturally induced in mussel hemocytes was low and showed very limited variations over time. Compared with these baseline levels and to laboratory controls, we observed a doubling in DNA alterations in mussels exposed to agricultural runoff in the third branch of the Pot au Beurre River. The genotoxic response was significantly lower in mussels caged in the first branch of the Pot au Beurre River, where longer stretches of shoreline have been restored as buffer strips. Glyphosate, mesotrione, imazethapyr, and metolachlor were the main discriminant pesticides between these two branches. Metolachlor was found in sufficient concentrations to induce DNA damage, but it is more likely that the observed genotoxicity was the result of a “cocktail effect,” that is, the cumulative contribution of coexisting genotoxicants including the above-mentioned herbicides and ingredients in their formulation. Our findings suggest that the comet assay is a sensitive tool for the early detection of changes in water toxicity following the adoption of agricultural beneficial practices.
- dc.description.abstract-fosrctranslation - fr
- De nombreuses actions ont été entreprises par les agriculteurs pour atténuer l'impact des activités agricoles sur les écosystèmes aquatiques. L’identification de biomarqueurs répondant rapidement à l’amélioration de la qualité de l’eau pourrait faciliter l’évaluation des pratiques alternatives adoptées et contribuer à maintenir la mobilisation des partis concernés. Nous avons évalué le potentiel du test des comètes, un biomarqueur des effets génotoxiques, en utilisant une moule d'eau douce, Elliptio complanata, comme animal modèle. La fréquence des dommages à l'ADN a été évaluée dans les hémocytes de moules prélevées dans un habitat vierge et mises en cage pendant 8 semaines dans la rivière Pot au Beurre, un affluent du lac fluvial Saint-Pierre (Québec, Canada) impacté par les activités agricoles. Nous avons constaté que le niveau de dommages à l’ADN naturellement induits dans les hémocytes de moule était faible et présentait des variations très limitées au fil du temps. Par rapport à ces niveaux de référence et aux contrôles de laboratoire, nous avons observé un doublement des altérations de l'ADN des moules exposées au ruissellement agricole du troisième bras de la rivière Pot au Beurre. La réponse génotoxique était significativement plus faible chez les moules en cage dans le premier bras de la rivière Pot au Beurre, où de plus longues étendues de rivage ont été restaurées comme bandes tampons. Le glyphosate, la mésotrione, l'imazéthapyr et le métolachlore étaient les principaux pesticides discriminants entre ces deux branches. Le métolachlore a été trouvé en concentrations suffisantes pour induire des dommages à l'ADN, mais il est plus probable que la génotoxicité observée soit le résultat d'un « effet cocktail », c'est-à-dire la contribution cumulative de génotoxiques coexistant, notamment les herbicides et ingrédients mentionnés ci-dessus dans leur formulation. Nos résultats suggèrent que le test des comètes est un outil sensible pour la détection précoce des changements dans la toxicité de l'eau à la suite de l'adoption de pratiques agricoles bénéfiques.
- dc.identifier.doi
- https://doi.org/10.1002/etc.5711
- dc.identifier.issn
- 1552-8618
- 0730-7268
- dc.identifier.uri
- https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2198
- dc.language.iso
- en
- dc.publisher
- Wiley
- dc.rights - en
- Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0)
- dc.rights - fr
- Creative Commons Attribution - Pas d'utilisation commerciale - Pas de modification 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0)
- dc.rights.openaccesslevel - en
- Gold
- dc.rights.openaccesslevel - fr
- Or
- dc.rights.uri - en
- https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- dc.rights.uri - fr
- https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.fr
- dc.subject - en
- Biological diversity
- Nature and environment
- Agriculture
- Science and technology
- dc.subject - fr
- Diversité biologique
- Nature et environnement
- Agriculture
- Sciences et technologie
- dc.subject.en - en
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- Sciences et technologie
- dc.title - en
- The comet assay, a sensitive biomarker of water quality improvement following adoption of beneficial agricultural practices?
- dc.type - en
- Article
- dc.type - fr
- Article
- local.article.journalissue
- 10
- local.article.journaltitle
- Environmental Toxicology and Chemistry
- local.article.journalvolume
- 42
- local.pagination
- 2055-2283
- local.peerreview - en
- Yes
- local.peerreview - fr
- Oui
- local.requestdoi
- No
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