摘要
目的 微塑料（microplastics，MPs）作为一种新型环境污染物，已在世界范围内受到广泛关注。微藻是水生环境中的主要生产者，影响着水生生态系统。但是一些产毒微藻还可形成有害藻华对水生生物和人类健康造成影响。已有研究表明微藻对环境微塑料的响应具有显著种间差异，但这是否与细胞形态（如细胞粒径大小、细胞壁有无）有关目前仍未知。另一方面，尚不清楚环境因素的变化（如全球变暖引起的海水盐度下降）是否会影响微藻对微塑料的响应。为了揭示上述问题，在本研究中，首先探讨了细胞形态在微藻响应微塑料过程中的作用，其次，选用对微塑料耐受性强的微藻，进一步探讨了微塑料和盐度的耦合效应对其生理参数的影响。 方法 1.环境微塑料对七种微藻影响的研究 选择七种细胞形态相近（椭球形）但细胞粒径大小不同（10-40μm）的海洋微藻（有细胞壁的藻细胞：东海原甲藻、海洋原甲藻、微小原甲藻、塔玛亚历山大藻；无细胞壁的藻细胞：血红哈卡藻、赤潮异弯藻和米氏凯伦藻）开展研究，分别与10mg/L的微塑料（聚苯乙烯塑料微球，1μm）共培养8天，测定生长、光化学效率（Fv/Fm）、叶绿素a（Chla）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性以及扫描电镜下的细胞形态，分析细胞粒径大小以及细胞壁有无是否影响微塑料对藻细胞的胁迫效应。 2.环境微塑料和盐度耦合效应对微小原甲藻的影响研究 四种盐度（30、27、24和20psu）培养的微小原甲藻（对微塑料具有较强的耐受能力）分别置于四种不同微塑料浓度（0、1、5和10mg/L）条件下培养九天，测定细胞生长、色素含量、光合参数、酶活性，并分析藻细胞对斑马鱼胚胎发育的毒性变化。 结果 1.环境微塑料对七种微藻影响的研究 微塑料对七种微藻光化学效率的影响表现出显著的种间差异。细胞大小与MPs对生长的抑制率呈显著的负相关，微塑料对粒径较小的藻细胞的抑制率较大，如东海原甲藻（57.25%）、赤潮异湾藻（70.68%）和米氏凯伦藻（76.43%）；而对粒径较大的细胞的抑制率则较小，如血红哈卡藻（8.85%）、微小原甲藻（12.76%）和海洋原甲藻（26.25%）。经PCA分析发现，微塑料对微藻的抑制仅与细胞粒径大小有关而与细胞壁无关。七种微藻细胞SOD活性升高反映了微塑料造成的抑制与其导致的氧化胁迫效应有关。扫描电镜图像进一步表明，粒径较小的细胞因其具有相对更高的表面积与体积之比（S/V），所以微塑料造成的物理接触损伤更大，这是造成小细胞抑制率较大的原因。 2.微塑料和盐度耦合效应对微小原甲藻的影响研究 虽然微小原甲藻对微塑料具有一定的耐受能力，但微小原甲藻细胞对盐度很敏感。当盐度从30下降到20时，微小原甲藻的生长速率由0.29d-1下降到0.1d-1。当藻细胞与微塑料混合培养后，较低的盐度（如27，24psu）也增加了微小原甲藻细胞对微塑料的敏感性，抑制率增大，并且在较大的微塑料浓度下出现致死效应。在盐度为30的人工海水条件下，微小原甲藻细胞的生长速率从0.28d-1（无微塑料添加）下降0.13d-1（添加10mg/L微塑料）。当盐度降为27时，添加5mg/L和10mg/L的微塑料对细胞有致死效应。进一步降低盐度，微塑料的毒性效应显著增加。藻细胞的Chla和Caro含量均随着微塑料浓度的增加而呈现上升趋势，但在相同的微塑料浓度下，随盐度的降低而降低。在大多数处理组中，微塑料和盐度都增加了NPQ、SOD活性和MDA含量。微小原甲藻对斑马鱼幼鱼发育具有显著的毒性，但其毒性不受微塑料的影响。 结论 1.微塑料诱导的抑制效应与微藻的细胞大小、形状有关，而与其细胞壁无关。这是因为较大的细胞其具有相对较小的细胞表面积体积比，所以其对微塑料的耐受能力比小细胞强。 2.虽然部分微藻（如微小原甲藻）对微塑料具有较强的耐受能力，但由于海水变暖导致的海水盐度下降，使微藻对微塑料的耐受能力减弱。因此，有关微塑料的环境毒性研究中应考虑到全球变暖引起的环境因子变化和物种特异性。
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