《Mutation Research - Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis》：Integrated Assessment of Metal Bioaccumulation and Genotoxic Biomarkers in Blood of Broad-Snouted Caiman (
Caiman latirostris) from Northeastern Brazil
雷萨·利马·多斯桑托斯（Rayssa Lima dos Santos）| 莫妮卡·卢西亚·亚当（M?nica Lúcia Adam）| 埃德尼尔扎·马拉尼昂·多斯桑托斯（Ednilza Maranh?o dos Santos）| 乔泽莉亚·玛丽亚·德索萨·科雷亚（Jozélia Maria de Sousa Correia）| 保罗·塞尔吉奥·马丁斯·德卡瓦略（Paulo Sérgio Martins de Carvalho）
跨学科两栖动物与爬行动物实验室，Jacaré项目，佩尔南布科联邦大学（Laboratório Interdisciplinar de Anfíbios e Répteis, Projeto Jacaré, Universidade Federal de Pernambuco）
地址：多姆·曼努埃尔·德梅德罗斯街（Rua Dom Manuel de Medeiros），无门牌号（s/n），多伊斯伊尔曼奥斯（Dois Irm?os），累西腓（Recife），PE州，邮编52171-900
摘要
重金属造成的环境污染对水生生物多样性构成了严重威胁，然而，爬行动物所受的遗传毒性影响仍知之甚少，尤其是在热带生态系统中。本研究首次对巴西东北部的Caiman latirostris进行了遗传毒性评估，结合了细胞遗传学生物标志物和痕量金属分析方法。从三个不同人类活动影响程度的区域采集了28个样本：一个未受干扰的参考区域（农业区 - FA）、一个中度受影响的水库（塔帕库拉水库 - TR）以及一个高度城市化的区域（城市区 - UA）。城市区样本的微核频率（MNF）显著高于农业区样本（Kruskal–Wallis检验，p < 0.001），表明可能存在与未经处理的城市排放物和金属暴露相关的遗传毒性效应。尽管各区域之间的核异常频率（NAF）没有显著差异，但观察到MNF与NAF之间存在中等程度的正相关（Spearman’s ρ = 0.56；p = 0.026）。MNF与血液中铝（p = 0.027）、铬（p = 0.049）、铁（p = 0.035）、锰（p = 0.043）和锌（p = 0.0083）的浓度呈显著正相关。主成分分析（PCA）进一步证实了这些模式，结果显示MNF与铝和铬的变异方向一致，而与铁、锰、锌和铅的方向相反，揭示了不同的污染特征。NAF与单个金属之间未发现显著相关性。这些发现支持使用MNF和NAF作为爬行动物遗传毒性的敏感且互补的生物标志物。生物标志物响应与多变量分析的结合表明C. latirostris是环境监测的有效指示物种。本研究为热带淡水生态系统中鳄鱼的细胞遗传学生物标志物提供了新的基线数据，强调了在人类活动影响区域持续进行生态毒理学监测的必要性。
引言
人类活动的加剧，如农业、城市化和工业发展，导致化学化合物（包括重金属、农药和新兴污染物）向环境中的释放量不断增加。这些污染物可在生物体内积累，并引发慢性不良影响，包括损害DNA稳定性和细胞完整性的遗传毒性效应[20]、[4]。在评估这些效应的工具中，细胞遗传学生物标志物（如微核频率（MNF）和核异常频率（NAF）被认为是检测暴露生物体核细胞染色体改变和遗传损伤的有效指标。
近年来，由于爬行动物具有长寿、较高的营养级、变温代谢以及与水生环境和受污染沉积物的直接接触[18]，它们作为环境质量监测的指示物种受到了关注。尽管如此，与其他群体（如鱼类和水生哺乳动物）相比，爬行动物在生态毒理学研究中的代表性仍然不足。微核测试已被多位研究者验证，并被认为是现场和实验室生物监测中最有前景的方法之一[18]、[7]。
在南美洲爬行动物中，宽吻凯门鳄（Caiman latirostris）在遗传生态毒理学研究中被广泛使用，特别是在阿根廷和巴西南部，显示出对各种污染物（如农药和重金属）的敏感性[13]、[18]、[19]、[21]、[22]。然而，在巴西东北部的鳄鱼研究中尚未有遗传毒理学方面的报道，该地区以城市化程度高、水资源短缺和农业投入不规范为特征，这些因素共同增加了接触外源物质的风险。
在热带水生环境中，铝（Al）、锰（Mn）、铁（Fe）和锌（Zn）等金属的存在与多种物种的遗传毒性效应有关。Morao等人[15]的研究表明，红细胞微核频率的变化有高达65%可归因于血液中铬（Cr）、铜（Cu）、汞（Hg）、锰（Mn）和锌（Zn）等金属的浓度。这些发现支持了金属生物积累直接导致遗传损伤的假设，主要通过氧化应激机制实现。此外，多生物标志物方法（结合细胞遗传学测试、化学分析和多变量分析）已被证明能有效检测复杂的环境污染模式及其对生物群的影响[15]、[18]。
因此，本研究旨在调查巴西东北部不同人类活动影响程度区域中C. latirostris个体的遗传毒性效应，使用MNF和NAF作为生物标志物，并评估其与动物血液中痕量金属之间的潜在相关性。尽管其他地区的爬行动物生态毒理学研究取得了进展，但巴西东北部这一物种仍缺乏基线数据。我们假设来自城市化地区的凯门鳄会表现出更高的MNF和NAF值，反映了其更大的金属暴露程度。
采样
采样
采样对象为C. latirostris个体，来自以下三种类型的区域：（1）农村地区（塔帕库拉水库 - TR），位于佩尔南布科州的圣洛伦索达马塔（S?o Louren?o da Mata）；（2）城市化地区（UA），涵盖佩尔南布科州累西腓大都会区的多个市镇；（3）商业农业区（FA），以位于阿拉戈阿斯州马雷沙尔德奥多罗（Marechal Deodoro）的AME Brasil农场为代表，该地区被认为是受人为影响最小的区域。项目开展前已获得相关许可。
结果
不同采样区域的微核频率（MNF）存在显著差异（Kruskal–Wallis检验，χ2 = 15.29；p = 0.00048），城市区（UA）的样本值最高，显著高于参考区域（FA）的样本（p < 0.001，Dunn检验）（图1）。这一结果凸显了城市环境中显著的遗传毒性影响，可能与较高的污染物负荷有关。城市区的特点是未经处理的家庭污水排放和受污染的地表径流。
讨论
城市区样本中观察到的微核频率显著升高，证实了Caiman latirostris对强烈人为影响环境的敏感性，这与未经处理的家庭污水和工业排放物会增加具有遗传毒性的金属的生物可利用性的证据一致。这一模式与先前的鳄鱼实验研究结果一致，这些研究表明农药和金属能够诱导遗传损伤。
结论
本研究表明Caiman latirostris对不同程度人为影响的环境具有敏感的遗传毒性反应。城市区样本中微核频率的显著升高，以及其与铝和锰等金属的相关性，表明环境污染对该物种的基因组完整性有直接影响。此外，MNF与NAF之间的持续关联进一步强调了……
资助
本研究由IUCN SSC鳄鱼专家组的学生研究援助计划（SRAS）资助。
CRediT作者贡献声明
莫妮卡·卢西亚·亚当（M?nica Lúcia Adam）：数据可视化、验证、方法论设计、实验实施。雷萨·利马·多斯桑托斯（Rayssa Lima dos Santos）：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、软件使用、资源协调、项目管理、方法论设计、实验实施、资金申请、数据分析、概念框架构建。乔泽莉亚·玛丽亚·德索萨·科雷亚（Jozélia Maria de Sousa Correia）：监督工作、资源协调、项目管理、方法论设计、实验实施、资金申请、概念框架构建。埃德尼尔扎（Ednilza）：利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
