Contribution of antioxidant enzymes to toxicity assessment - tdx.cat

279 Pages·2011·4.59 MB·English

by  Chloé Bonnineau

CONTRIBUTION OF ANTIOXIDANT ENZYMES TO
TOXICITY ASSESSMENT IN FLUVIAL BIOFILMS

Chloé BONNINEAU

Dipòsit legal: GI-1062-2011
http://hdl.handle.net/10803/36688

ADVERTIMENT. La consulta d’aquesta tesi queda condicionada a l’acceptació de les següents
condicions d'ús: La difusió d’aquesta tesi per mitjà del servei TDX ha estat autoritzada pels titulars dels
drets de propietat intel·lectual únicament per a usos privats emmarcats en activitats d’investigació i
docència. No s’autoritza la seva reproducció amb finalitats de lucre ni la seva difusió i posada a
disposició des d’un lloc aliè al servei TDX. No s’autoritza la presentació del seu contingut en una
finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant al resum de presentació de la
tesi com als seus continguts. En la utilització o cita de parts de la tesi és obligat indicar el nom de la
persona autora.

ADVERTENCIA. La consulta de esta tesis queda condicionada a la aceptación de las siguientes
condiciones de uso: La difusión de esta tesis por medio del servicio TDR ha sido autorizada por los
titulares de los derechos de propiedad intelectual únicamente para usos privados enmarcados en
actividades de investigación y docencia. No se autoriza su reproducción con finalidades de lucro ni su
difusión y puesta a disposición desde un sitio ajeno al servicio TDR. No se autoriza la presentación de su
contenido en una ventana o marco ajeno a TDR (framing). Esta reserva de derechos afecta tanto al
resumen de presentación de la tesis como a sus contenidos. En la utilización o cita de partes de la tesis
es obligado indicar el nombre de la persona autora.

WARNING. On having consulted this thesis you’re accepting the following use conditions: Spreading
this thesis by the TDX service has been authorized by the titular of the intellectual property rights only
for private uses placed in investigation and teaching activities. Reproduction with lucrative aims is not
authorized neither its spreading and availability from a site foreign to the TDX service. Introducing its
content in a window or frame foreign to the TDX service is not authorized (framing). This rights affect
to the presentation summary of the thesis as well as to its contents. In the using or citation of parts of
the thesis it’s obliged to indicate the name of the author.
Universitat de Girona
Ph.D. Thesis
CONTRIBUTION OF 
ANTIOXIDANT ENZYMES TO 
TOXICITY ASSESSMENT 
IN FLUVIAL BIOFILMS
Chloé Bonnineau
2011
Universitat de Girona
Institut d'Ecologia Aquàtica
PhD thesis
Contribution of antioxidant enzymes to toxicity
assessment in fluvial biofilms
Chloé Bonnineau
2011
Programa de doctorat en Ciències Experimentals i Sostenibilitat
Dirigida per:

Dra. Helena Guasch
Institut d'Ecologia Aquàtica
Universitat de Girona
Memòria presentada
per a optar al títol de Doctora per la Universitat de Girona
Universitat de Girona
Institut d’Ecologia Aquàtica
La Dra. Helena Guasch, professora titular del departament de
Ciències Ambientals de la Universitat de Girona
CERTIFIQUE:
Que aquest treball titulat “Contribution of antioxidant enzymes to
toxicity assessment in fluvial biofilms”, que presenta Chloé
Bonnineau, per a l’obtenció del títol de Doctora, ha estat realitzat
sota la seva direcció i que compleix els requeriments per poder optar
a Menció Europea.
Dra. Helena Guasch
Girona, Maig 2011
A Mathieu,
Acknowledgements
Primer de tot, et vull agrair, Helena, per haver confiat en mi i haver-me donat
la oportunitat de fer aquesta tesis. He après molt treballant amb tu, al nivell
professional com al personal. Moltes gràcies per compartir el teu entusiasme i per el
suport, la ajuda i els ànims quan feien falta.
Gràcies a la Flueco team per tots aquests bons moments compartits a la feina o
de festa! Natàlia, gràcies per haver-me acollit tan be a Catalunya. Berta, va ser genial
treballar amb tu, hem anat aprenent la una del altre tan de feina com de vida. Lorenzo i
Marta, gràcies per ser una team tan guay i per haver compartit els moments bons com
els difícils o els absurds (per eixample ficar 500 kg de pedres en una piscina). Susie
gràcies per tots els moments d'alegria compartits al laboratori i fora. Tinc bons records
i anècdotes divertides amb tothom i vull donar-vos las gràcies a tots: Joan A., Irene,
Gemma, Sandra, Xiska, Elisabeth, Juanita, Jordi F., Anita, Anna i Sergi. Gràcies per
ser un grup tan maco, m'he sentit molt a gust treballant amb tots vosaltres i he trobat
més amics que companys de feina!
Gràcies als del seminari, del grup de peixos, d'aiguamolls, del ICRA i a tots els
amb quins vaig compartir cafès, “breaks”, uns pinxos al Basc, unes rialles i molt de
bon moments!! Gràcies a Vicenç, Benito, Joan N., Noe, Cape, David, Josep, Pere,
Marc, Marga, Albert, Gerard, Jordi C., Rocío, Stephy, Dani, Jordi, Lluís...
Moltes gràcies a Miguelito i a la Chris per canviar-me les idees i permetre
recarregar bateries entre música, muntanya i cervesetes.
I had the chance during my PhD to be part of the Keybioeffects project where I
met wonderful people, thanks to all the Keybioeffects people, we made a good job and
had a very good time all together. A special thanks to all the PhD students: Candida,
Anya, Tineke, Eszter, Stanley, Helen and Jennifer and also to Jana, Helmut and Marja.
I also thank Mechthild and Stefan for welcoming me at the UFZ of Leipzig and
trusting me. I would not have survive such a cold without the warm welcome and
friendship of Christine, Fred, Nathalie and Stefi, thanks a lot!
Merci à l'équipe du Cemagref de Lyon pour leur accueil. Et surtout, Ahmed,
merci à toi pour tous les bons moments partagés de Girona à Lyon en passant par
Séville! Merci aussi à toi Soizic pour mettre autant de couleurs dans la science.
Merci à tous mes amis et amies de Toulouse et d'ailleurs pour leur soutien et
pour me changer les idées quand c'était nécessaire. Merci en particulier à vous toutes
les filles: Maia, Emma, Vero, Camille, Vio, Laure, Stefi, Emilie, Pauline. Merci aussi à
Che pour me laisser squatter un coin de bureau de temps en temps. Merci à mes
doudous de Nantes pour m'aider à me ressourcer: Marie, Adeline, Lucie, Céline,
Ludivine, Mathilde et les p'tites Jade et Appolline.
Amigooooooo, gracias para estar aqui cuando lo necessito.
Leslita, un grand merci à toi pour ton soutien, tes conseils, tous les coups de
gueule et les fous rires partagés. Je n'aurai pas pu souhaiter meilleure “compagnonne”
de galère !! La lutte continue !
Finalement, je voudrais remercier ma famille pour son soutien et son intérêt.
Un grand merci à ma grand-mère, Anne-Marie, pour avoir fait l'effort de comprendre
ce que je fais. Un grand merci à ma mère et à mon père pour m'avoir accompagnée et
soutenue pendant toutes mes études. Merci à eux de croire en moi quoiqu'il arrive.
Merci Maman pour toutes ces longues et enrichissantes discussions, merci
aussi à Yvon pour son soutien et ses conseils.
Merci Papa pour tes encouragements et ton aide, merci aussi à Chary pour son
intérêt et tous ses mails.
Un grand merci à William et Sidney pour être présents et pour tous ces supers
moments passés ensemble de Girona, à Toulouse, à Nantes, à la Roche...
Mathieu, merci infiniment pour tes précieux conseils, ton soutien
inconditionnel et ta patience infinie...
La tesi presentada a continuació té un format de tesi com a compendi d’articles
ja que compleix els requisits establerts per la Comissió d’Autorització de Defensa de
Tesis Doctorals en la sessió de 16 de desembre de 2009. En base a les condicions
establertes en l’esmentada sessió, tot seguit es mostra que es compleixen els mínims de
qualitat i quantitat d’articles sol·licitats per presentar la tesi com a compendi d’articles.
En el meu projecte de tesi presento cinc articles dels quals en sóc la primera autora:
dos estan publicats, un es troba en revisió i dos estan en preparació. Les referències
dels articles, i en cas que ja hagin estat publicats, les àrees temàtiques, factors
d’impacte (FI) i el rang de les revistes segons l’ISI web de l’any 2009 són els següents:

1. Bonnineau, C., Bonet, B., Corcoll, N., Guasch, H., 2011. Catalase in fluvial
biofilms: a comparison between different extraction methods and example of
application in a metal-polluted river. Ecotoxicology 20, 293-303.
- Àrea temàtica: Environmental Sciences
- FI: 3.507
- Rang dins la categoria: 29/160
2. Referència: Bonnineau, C., Tlili, A., Faggiano, L., Montuelle, B., Guasch, H. The
use of antioxidant enzymes in freshwater biofilms: temporal variability vs.
ecotoxicological responses. In preparation.
3. Referència : Bonnineau, C., Gallardo Sague, I., Urrea, G., Guasch, H. Light history
modulates antioxidant and photosynthetic responses of biofilms to natural stressors
(light) and chemical stressors (herbicides). Submitted to Ecotoxicology.
4. Referència: Bonnineau, C., Guasch, H., Proia, L., Ricart, M., Geiszinger, A.,
Romaní, A.M., Sabater, S. 2010. Fluvial biofilms: a pertinent tool to assess β-blockers
toxicity. Aquatic Toxicology 96, 225-233.
- Àrea temàtica: Marine and Freshwater
- FI: 3.124
- Rang dins la categoria: 5/ 88
5. Referència: Bonnineau, C., Scholz, S., Guasch, H., Schmitt-Jansen, M. Exploring
the potential of a Functional Gene Array (FGA) for fluvial biofilms. In preparation.
Contents
Summary, Resum, Résumé 15
General Introduction 37
Scientific development in toxicity assessment in aquatic ecosystems 40
Molecular biomarkers in community ecotoxicology 46
Objectives 62
Hypotheses 63
Project development 64
Methodology used 65
Chapter I. Catalase in fluvial biofilms: a comparison between different
extraction methods and example of application in a metal-polluted river 69
Chapter II. The use of antioxidant enzymes in freshwater biofilms: temporal
variability vs. ecotoxicological responses 99
Chapter III. Light history modulates antioxidant and photosynthetic
responses of biofilms to natural stressors (light) and chemical stressors
(herbicides) 137
Chapter IV. Fluvial biofilms: a pertinent tool to assess β-blockers toxicity 179
Chapter V. Exploring the potential of a Functional Gene Array (FGA)
for fluvial biofilms 207
General Discussion 231
Antioxidant enzymes in fluvial biofilms 233
The advantages of a multi-biomarker approach at community-level in toxicity
assessment 247
Future needs and perspectives 250
General Conclusions 253
References 261
Summary, Resum, Résumé
Summary, Resum, Résumé
Summary,
Resum,
Résumé