摘要
塑料产品的过度使用和低循环利用率的现象越发严重，伴随而来的塑料环境污染问题已引起全球关注。纳米塑料（Nanoplastics）具有纳米材料的特性，能够以不同的方式与细胞和生物体相互作用，从而对生物体造成不同程度的影响，对浮游生物及其捕食者构成严重的威胁。卤虫是典型的非选择性滤食浮游动物，因其自身具备的生物学和繁殖特性，已被广泛用作海洋环境生态毒理学的实验动物。本研究以聚苯乙烯纳米塑料（PolystyreneNanoplastics，PSNPs）为研究对象，以孤雌生殖卤虫（Artemiaparthenogenetica）为实验动物，探究PSNPs对卤虫生长存活、肠道损伤、肠道菌群多样性、生殖及血细胞的影响，旨在研究纳米塑料对卤虫生理毒性的影响，以进一步评估其对海洋浮游动物及海洋生态系统的危害。论文主要结论如下： 电镜和荧光显微镜观察显示，PSNPs在超纯水中分散均匀，在35g/L人工海水中发生聚集，且聚集物呈不规则的聚集和分布，最大聚集物约30μm左右。PSNPs可以被卤虫幼体摄取到肠道内，并以粪球的形式排出。将卤虫暴露于PSNPs浓度范围为0.05-50μg/mL14天，卤虫在PSNPs0.05、0.5和5μg/mL组水体中的存活率没有显著性差异（p＞0.05），但PSNPs25μg/mL和50μg/mL组中卤虫存活率显著低于其它组（p＜0.05）。暴露前6天，PSNPs25μg/mL和50μg/mL组卤虫体长显著低于对照组（p＜0.05），其余各组卤虫的体长都与对照组卤虫的体长无显著性差异（p＞0.05）。综上，PSNPs虽然在海水中发生聚集，但仍能够被卤虫摄食，并且在较短期内，高浓度PSNPs会降低卤虫存活和体长。 对卤虫肠道进行HE染色和Hocehst染色，发现PSNPs5μg/mL组卤虫中肠上皮细胞脱落，呈不规则排列。对PSNPs0.5μg/mL和5μg/mL组卤虫肠道菌群进行高通量分析发现，与对照组相比，卤虫肠道菌群丰度指数Chao1和Ace均升高，并且5μg/mL组Chao1显著高于对照组（p＜0.05），卤虫肠道优势菌群为变形菌门、放线菌门、厚壁菌门和拟杆菌门。利用LEfSe分析，发现PS5中特有的微生物种群属于变形杆菌纲、咸水球形菌科和咸水球形菌目；Ctrl组中特有的微生物种群属于乳杆菌目和红菌科。综上，PSNPs对卤虫中肠上皮细胞造成损伤，显著提高卤虫肠道菌群的丰度。 取出卤虫血细胞，用戊二醛固定，与对照组相比，暴露于PSNPs5μg/mL组的卤虫血细胞细胞形态和血相发生明显分化。暴露PSNPs组卤虫颗粒细胞减少，吞噬细胞数量不断增多（其中颗粒细胞尤为明显），说明PSNPs可能调节卤虫血细胞，发生了可塑性变化。 暴露于PSNPs5μg/mL组别卤虫产第一胎的时间和每胎的时间间隔显著高于对照组和PSNPs0.5μg/mL组卤虫（p＜0.05）。添加PSNPs5μg/mL组卤虫子代总数显著低于对照组和PSNPs0.5μg/mL组的卤虫（p＜0.05），表明PSNPs延长卤虫生殖时间与时间间隔，且降低子代的数量。 综上所述，海水中PSNPs的存在对卤虫的生长和生理过程产生负面或毒性影响。本研究为PSNPs对卤虫的毒性作用和组织学基础研究提供了数据支持，为进一步阐明PSNPs对海洋无脊椎动物产生毒性作用的分子机理研究奠定基础。
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