Mechanistic analysis of the sub chronic toxicity of La and Gd in <i>Daphnia magna</i> based on TKTD modelling and synchrotron X-ray fluorescence imaging

The release of lanthanides (Ln) into the environment has increased in recent decades due to their expanding applications in society. Studying their toxicity in aquatic ecosystems is urgent and challenging, with contradictory evidence presented in the literature. This study compared the biodistribution of La and Gd in Daphnia magna exposed to sub-chronic conditions and developed the first Toxicokinetic-Toxicodynamic (TKTD) model for these lanthanides with this model crustacean. D. magna were initially exposed for 7 days to concentrations close to the LC50 of La (2.10 mg L-1) and Gd (1.70 mg L−1). After exposure, half of the live daphnids were introduced in a clean media to allow depuration over 24 h, while the other organisms were directly prepared for synchrotron imaging measurements. Synchrotron X-ray fluorescence analysis revealed that metal distribution in the organisms was similar for both La and Gd, predominantly localized in the intestinal tract, even after the depuration process. These results indicate that ingested metal can adversely affect organisms under sub-chronic exposure conditions, highlighting the importance of using nominal concentrations as a more suitable indicator of metal bioavailability for risk assessment. The General Unified Threshold Model of Survival (GUTS) TKTD framework, in its reduced form (GUTS-RED), was developed for La and Gd using dissolved and nominal concentrations. D. magna were exposed for 7 days to concentrations from 0.5 to 5 mg L−1 of La or Gd and mortality monitored daily. The mechanistic model revealed a faster toxicokinetics for La than Gd and a higher toxicity for Gd than La in the organism. This study confirmed, despite similar chemical properties, the variation in both toxicity and toxicokinetics between these two metals

Determination of the distribution of rare earth elements La and Gd in <i>Daphnia magna</i> via micro and nano-SXRF imaging

While our awareness of the toxicity of rare earth elements to aquatic organisms increases, our understanding of their direct interaction and accumulation remains limited. This study describes the acute toxicity of lanthanum (La) and gadolinium (Gd) in Daphnia magna neonates and discusses potential modes of action on the basis of the respective patterns of biodistribution. Ecotoxicological bioassays for acute toxicity were conducted and dissolved metal concentrations at the end of the tests were determined. The results showed a significant difference in nominal EC50 (immobility) between La (>30 mg L−1) and Gd (13.93 (10.92 to 17.38) mg L−1). Daphnids that were then exposed to a concentration close to the determined EC50 of Gd (15 mg L−1, nominal concentration) for 48 h and 72 h were studied by synchrotron micro and nano-X-ray fluorescence to evaluate the biodistribution of potentially accumulated metals. X-ray fluorescence analyses showed that La was mainly found in the intestinal track and appeared to accumulate in the hindgut. This accumulation might be explained by the ingestion of solid La precipitates formed in the media. In contrast, Gd could only be detected in a small amount, if at all, in the intestinal tract, but was present at a much higher concentration in the tissues and became more pronounced with longer exposure time. The solubility of Gd is higher in the media used, leading to higher dissolved concentrations and uptake into tissue in ionic form via common metal transporting proteins. By studying La and Gd biodistribution in D. magna after an acute exposure, the present study has demonstrated that different uptake pathways of solid and dissolved metal species may lead to different accumulation patterns and toxicity.PeerReviewe

A manually annotated Actinidia chinensis var. chinensis (kiwifruit) genome highlights the challenges associated with draft genomes and gene prediction in plants

Most published genome sequences are drafts, and most are dominated by computational gene prediction. Draft genomes typically incorporate considerable sequence data that are not assigned to chromosomes, and predicted genes without quality confidence measures. The current Actinidia chinensis (kiwifruit) 'Hongyang' draft genome has 164\ua0Mb of sequences unassigned to pseudo-chromosomes, and omissions have been identified in the gene models

L’arôme des vins rouges de garde à Bordeaux, un grand bouquet odorant. Partie 1/2 : La définition sensorielle

Article dans une revue professionnelleLa qualité des grands vins est intimement liée à leur aptitude au vieillissement. C’est au cours de la conservation en bouteille qu’ils révèlent leur personnalité aromatique. Le bouquet de vieillissement est associé à l’image prestigieuse de grands vins de garde (Dupont, 2005). Bien que souvent cité par les dégustateurs, le bouquet de vieillissement est un concept complexe. Émile Peynaud l’a décrit comme « une large palette de nuances, un ensemble harmonieux où chacune d’entre elles est difficilement perceptible individuellement » (Peynaud & Blouin, 2006). Il est très recherché par les amateurs de vins mais compte toujours parmi les phénomènes œnologiques les plus mystérieux. Un de nos objectifs a donc été de définir les caractéristiques du bouquet de vieillissement pour les vins rouges de Bordeaux. Définir le bouquet de vieillissement nécessite, en première intention, de caractériser sa typicité. Ce travail a été réalisé en plusieurs étapes : tout d’abord, il a consisté à identifier quelques vins « types » qui expriment au mieux ce bouquet de vieillissement. Ensuite, les arômes et les caractères organoleptiques caractéristiques de ces grands vins et de leur bouquet de vieillissement ont été précisés. Enfin, il est apparu nécessaire de définir en quoi les autres vins s’écartent ou se rapprochent de ce modèle supposé idéal. En effet, c’est la mise en évidence de cet « air de famille » qui conduira à la construction d’une image sensorielle, représentative de la typicité, à laquelle chaque dégustateur pourra se référer. Le travail de description d’une typologie de vins requiert un haut degré d’expertise reposant à la fois sur des compétences en dégustation et des connaissances œnologiques. En conséquence, nous avons fait appel à des professionnels de la filière vitivinicole qui ont été invités à décrire conceptuellement et sensoriellement leur propre définition du bouquet de vieillissement des vins rouges de Bordeaux. Ensuite, nous avons analysé les points communs et les points de divergence de toutes ces définitions pour finalement proposer une représentation consensuelle du bouquet de vieillissement des vins rouges de Bordeaux

Le bouquet de vieillissement des vins rouges de Bordeaux, l'expression des grands terroirs Partie 2/2: Des marqueurs ont été identifiés

Article dans une revue professionnelleLa qualité des grands vins de garde est intimement liée à leur aptitude à se bonifier au cours du temps. Nous nous interrogeons sur cette notion de vieillissement qualitatif, souvent appelé « bouquet », pour les vins rouges de la région de Bordeaux. Dans une première partie, exposée dans le n° 160 de la Revue des Œnologues (juillet 2016), nous avons travaillé à la définition sensorielle de ce vieillissement qualitatif de ces vins. À l’ombre des caves, l’arôme des grands vins se complexifie et enrichi leur patrimoine olfactif de nouvelles notes qui évoquent la complexité du sous-bois, l’opulence de la truffe, l’ivresse des épices, la fraîcheur de la réglisse et de la menthe ou encore l’appétence du grillé. L’autre caractéristique des grands vins est de préserver, au fil des années, les arômes de fruits frais rouges et noirs qui signaient leur jeunesse. Connaître l’identité olfactive des grands vins n’est pas suffisant, il s’agit de comprendre les réalités chimiques qui se dissimulent derrière ces notes olfactives. On entendra dire, ça et là, que nous cherchons à décortiquer les vins pour en ôter la magie. Répondons que jamais la composition moléculaire des vins ne s’écrira dans des tables, mais actons que la connaissance fine de quelques-uns de ces arômes nous conduira à en comprendre l’origine et à valoriser les pratiques œnologiques et/ou viticoles qui favorisent la pérennité de nos grands vins

L’arôme des vins rouges de garde à Bordeaux. Un grand bouquet odorant

Article dans une revue professionnelleLa qualité des grands vins est intimement liée à leur aptitude au vieillissement. C’est au cours de la conservation en bouteille qu’ils révèlent leur personnalité aromatique. Très recherchée par les amateurs, la genèse du bouquet de vieillissement compte parmi les phénomènes œnologiques les plus mystérieux. Notre objectif est de définir les caractéristiques de ce bouquet pour les vins rouges de Bordeaux, de décrire les structures des molécules odorantes qui le composent, d’en imaginer et identifier les précurseurs pour espérer, enfin, comprendre comment les choix du praticien, à la vigne comme au chai, peuvent favoriser ou bien mettre à mal ce potentiel de vieillissement. La première étape a donc été un travail de description d’une typologie de vins. Ce travail requiert le recrutement d’un panel de dégustateurs présentant un haut degré d’expertise reposant à la fois sur des compétences en dégustation et des connaissances œnologiques. Ces experts ont été interrogés, d’une part, et ont décrit des vins, d’autre part. Ces expériences, nous ont permis d’extraire la définition générale du bouquet de vieillissement par une connaissance commune des professionnels de la filière (figure 1), mais aussi de confirmer et préciser cette définition du bouquet par une étude perceptive. Ainsi, les descripteurs « sous-bois », « truffe », « fruits frais rouges et noirs », « épicé », « réglisse », « menthe » et « grillé » constitueraient les principaux descripteurs de ces vins vieux. À partir de cette définition, nous avons désigné et identifié les molécules potentiellement impliquées dans l’expression du bouquet de vieillissement. La chimie analytique nous a permis de quantifier ces composés dans un large panel de vins et de tenter de comprendre les spécificités de différents terroirs bordelais et leurs expressions en fonction des millésimes

Approches sensorielle et analytique de l’arôme fruité des vins rouges. Influence majeure de la souche de levures.

Article dans une revue professionnelleLa typicité se définit comme la propriété d’appartenance à un type distingué et identifié par un groupe humain de référence (Casabianca et al., 2005). Ainsi, il est depuis longtemps observé de façon empirique l’existence d’une expression fruitée des vins rouges, et, de façon plus spécifique aux vins de Bordeaux, de notes évoquant les fruits rouges et noirs comme la framboise, la cerise ou encore le cassis. Récemment, l’existence d’un espace sensoriel propre à ces vins a été démontrée (Pineau, 2007). Ces notes fruitées, non détectées dans le moût, sont révélées au cours des différentes étapes de vinification et d’élaboration des vins. Les fermentations alcoolique et malolactique constituent des étapes clés dans la libération ou la genèse des arômes du vin. Plusieurs travaux ont tenté de déterminer l’influence des souches de levures ou de bactéries lactiques (BL) sur la modulation organoleptique du vin sans qu’aucun consensus ne puisse encore être établi (Álvarez-Pérez et al., 2012 ; McDaniel et al., 1987; Henick-Kling et al., 1994 ; Antalick et al., 2012). L’interprétation moléculaire de cette spécificité des vins rouges de Bordeaux est rendue difficile par le manque de connaissances sur les composés aromatiques responsables de ces nuances. Depuis plusieurs décennies, de nombreux travaux se sont attachés à la caractérisation moléculaire des composés volatils du vin. Les premières études réalisées sur des vins blancs ont permis de faire l’association entre certains arômes caractéristiques et une ou plusieurs molécules d’intérêt (Marais, 1983 ; Tominaga et al., 1998). De nombreux auteurs ont abordé l’étude de l’arôme fruité des vins rouges en tentant d’identifier les composés aromatiques clés responsables de ces odeurs (Moio et Etievant, 1995 ; Kotseridis et Baumes, 2000 ; Campo et al., 2007 ; Siebert et al., 2008). S’il n’a pas encore été possible d’identifier des molécules spécifiques, expliquant à elles seules la typicité de l’arôme fruité, l’existence de tels composés ne peut pour autant être définitivement exclue. Néanmoins, plusieurs travaux récents ont démontré l’importance des interactions perceptives entre plusieurs familles d’odorants tels que des composés d’origine variétale comme les norisoprénoïdes à 13 atomes de carbone (Pineau et al., 2007), les lactones (Loscos et al., 2007) ou les thiols (Tominaga et al., 1998), ou des composés fermentaires comme les esters (Lytra et al., 2012). Par ailleurs, plusieurs études ont visé à déterminer l’impact de micro-organismes fermentaires sur la modulation des teneurs en divers marqueurs potentiels de l’arôme fruité. Là encore, aucun consensus n’a pu réellement être mis en évidence. La variation de la note fruitée des vins rouges semble impliquer des phénomènes plus complexes qu’un simple effet souche et pourrait résulter d’effets liés aux propriétés de la matrice, combinés à l’influence de la souche de levures et/ou de la souche de BL. Au vu de ces dernières acquisitions, nous avons choisi, dans le cadre de ce travail, d’étudier l’impact organoleptique relatif des levures et des BL sur les nuances de l’arôme fruité de plusieurs vins rouges bordelais. Une approche par l’analyse chimique et sensorielle de vins produits dans des conditions de fermentation classique ou de microvinification a été effectuée pour trois sites en Bordelais sur deux millésimes. Il a été choisi de travailler sur le Cabernet- Sauvignon. Plusieurs couples levures/BL ont été sélectionnés et implantés dans des cuves de quelques hectolitres à plusieurs dizaines d’hectolitres

N,S,O-Heterocycles in aged Champagne reserve wines and correlation with free amino acid concentrations

Champagne regulations allow winegrowers to stock still wines to compensate for quality shifts in vintages, mainly due to climate variations. According to their technical requirements and house style, Champagne producers use these stored wines in their blends to enhance complexity. The presence of lees and aging at low pH (2.95-3.15), as in Champagne wines, lead to several modifications in wine composition. These conditions, combined with extended aging, result in the required environment for the Maillard chemical reaction, involving aromatic molecules, including sulfur, oxygen, and nitrogen heterocycles (such as thiazole, furan, and pyrazine derivatives), which may have a sensory impact on wine. Some aromatic heterocycles in 50 monovarietal wines aged from 1 to 27 years provided by Veuve Clicquot Ponsardin Champagne house were determined by the SPME-GC-MS method. The most interesting result highlighted a strong correlation between certain heterocycle concentrations and wine age. The second revealed a correlation between heterocyclic compound and free amino acid concentrations measured in the wines, suggesting that these compounds are potential aromatic precursors when wine is aged on lees and, thus, potential key compounds in the bouquet of aged Champagnes. The principal outcome of these assays was to reveal, for the first time, that aromatic heterocycle concentrations in Champagne base wines are correlated with wine age

Quantitative solid phase microextraction { extendash} Gas chromatography mass spectrometry analysis of five megastigmatrienone isomers in aged wine

Megastigmatrienone is a key flavor compound in tobacco. It has also been detected in wine, where it may contribute to a tobacco/incense aroma, but its importance and concentration in wines had never previously been evaluated.A method was developed and validated for quantifying the five megastigmatrienone isomers in red and white wines.Megastigmatrienone isomers were extracted by headspace solid-phase microextraction (HS-SPME), with a 65 mu m film thickness polydimethylsiloxane-divinylbenzene (PDMS-DVB) fiber and analyzed using gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) in selected ion monitoring mode (SIM). Several parameters affecting the length of the adsorption process (i.e., adding salt, extraction time and extraction temperature) were tested. The optimum analytical conditions were established.The LOQ were between 0.06 mu g L-1 and 0.49 mu g L-1 for white wine and 0.11 mu g L-1 and 0.98 mu g L-1 for red wine, repeatability in both types of wine was less than 10% and recovery ranged from 96% for white wine to 94% for red wine. The five isomers of megastigmatrienone were quantified in red and white wines for the first time. Concentrations ranged from 2 mu g L-1 to 41 mu g L-1 in both red and white wines. Initial results revealed a link between wine aging and megastigmatrienone levels, indicating that megastigmatrienone may be a component in wine "bouquet". (C) 2014 Elsevier B. V. All rights reserved

Minty aroma compounds in red wine: Development of a novel automated HS-SPME-arrow and gas chromatography-tandem mass spectrometry quantification method

A novel automated method was developed for the quantitative determination of nine terpenoids that could contribute to the minty notes of red wine bouquet. The method couples headspace SPME-Arrow extraction with GC-MS/MS analysis. PDMS/DVB fiber was chosen for the extraction and an ionization energy of 30 eV permitted to optimize the analyte detection. The optimal sample preparation consists of a two-fold dilution of the wine sample with addition of 4 g of sodium chloride while the most suitable extraction conditions take place at 50°C for 1 h. The method shows good linearity, intraday variations between 2 and 25%, interday variations between 7 and 23% and recoveries between 80 and 119%. The method exhibits the required low detection (between 3 and 60 ng/L) and quantification (between 6 ng/L and 200 ng/L) limits. These limits have permitted the quantification of the pool of minty terpenoids in fourteen red Bordeaux wines