摘要
塑料制品拥有优秀的机械性能和耐腐蚀等特点，在工业及生产生活中广泛应用。由于全球塑料产量持续增加以及对塑料垃圾的管理不当，使得塑料垃圾在海洋中持续积累。海洋环境中微塑料的来源主要包括陆源输入、海源输入、大气沉降等，其中80％的微塑料来自于陆源输入，其余则来源于海上航运和渔业生产等活动。塑料垃圾在如紫外线（UV）辐射和机械磨损等非生物过程下，会形成最大尺寸小于5mm的碎片，这些最大尺寸介于1μm到5mm不等的合成聚合物被称为微塑料。微塑料在海洋环境中极易受到不同环境因子的影响而发生老化降解，其中光氧化降解是最常见且最高效的非生物降解途径。在紫外线的照射下，微塑料表面结构、官能团、电荷、极性等理化性质会发生改变，这些变化使得微塑料表面更容易附着海水中的有机污染物、重金属以及致病微生物等。目前有研究表明，微塑料表面附着的致病微生物浓度远高于周围水体。海洋双壳类动物在摄食过程中极易误食表面附着大量致病微生物的微塑料，在微塑料和致病菌的共同作用下，对其生理、生长和繁殖等产生影响。目前少有研究证明微塑料附着致病菌对双壳贝类的毒理学危害，微塑料暴露后，是否会对双壳贝类的免疫系统造成危害，是否会影响双壳贝类对致病菌的易感性都有待验证。因此，本研究以紫贻贝为模式生物，探索并比较微塑料（聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA）与致病菌（副溶血弧菌）的不同暴露形式对紫贻贝的毒性效应。包括①副溶血弧菌附着在微塑料表面暴露对紫贻贝的毒性效应。②副溶血弧菌与微塑料同时暴露对紫贻贝的毒性效应。③微塑料长期暴露后，接触副溶血弧菌对紫贻贝的毒性效应。本研究将揭示自然环境中附着生物膜的微塑料和致病菌对海洋双壳类动物的毒性作用，也将为微塑料的生态风险评估提供科学依据。本论文主要研究结果如下: （1）PMMA微塑料老化后，表面表现出熔融形貌，并伴随着表面C元素含量的提高，这将更有利于微塑料亲水的增加和附着生物膜。附着在微塑料表面的副溶血弧菌增加了微塑料对紫贻贝血细胞免疫功能和抗氧化系统的毒性效应。暴露附着副溶血弧菌的微塑料引起紫贻贝血细胞更强的免疫应答，造成溶酶体膜稳定性降低，ROS过量产生，影响血细胞吞噬活性，引发血细胞凋亡并诱导贻贝鳃和消化腺组织中凋亡相关通路的基因表达。紫贻贝在暴露附着副溶血弧菌的微塑料后，鳃中抗氧化酶活性受到显著抑制，这表明微塑料暴露毒性超出紫贻贝抗氧化酶体系承受上限。然而所有暴露浓度并未对贻贝消化腺中抗氧化酶活性产生显著影响，这可能是由于紫贻贝的选择性摄食使得进入消化腺的微塑料颗粒较少造成。 （2）单独暴露微塑料对紫贻贝抗氧化酶体系并无显著影响，且并未显著诱导紫贻贝血细胞产生更多体液免疫因子。紫贻贝在受到副溶血弧菌和微塑料联合暴露后，血细胞溶酶体膜稳定性降低，溶菌酶活性受到抑制并诱导细胞产生更多凝集素和防御素对抗病原菌入侵。但联合暴露组与副溶血弧菌单独暴露组相比差异不显著，这表明紫贻贝体内凝集素和防御素的变化可能主要受副溶血弧菌暴露的影响。荧光定量PCR分析结果表明，紫贻贝受到副溶血弧菌暴露后热休克蛋白和防御素基因表达量有所提高，侧面证实了上述猜想。联合暴露可以显著诱导紫贻贝体液免疫，还会诱导紫贻贝血淋巴氧化应激，引起SOD和CAT活性升高，副溶血弧菌在联合暴露过程中发挥主要的毒性作用。 （3）微塑料长期暴露导致紫贻贝肥满度显著下降，表明微塑料暴露影响了紫贻贝能量摄入或导致其耗能增加，紫贻贝在能量储备不足的情况下可能通过提高凝集素含量和溶菌酶活性应对副溶血弧菌感染。未经过微塑料长期暴露的紫贻贝在暴露副溶血弧菌后防御素含量显著升高，溶酶体膜稳定性迅速降低，通过提高溶菌酶活性并募集和产生更多血细胞用于免疫应答。此外，所有紫贻贝在暴露副溶血弧菌后足丝产生数量均明显下降，表明紫贻贝用于免疫防御的能量增加。紫贻贝消耗更多能量提高免疫能力以抵抗长时间暴露微塑料的影响，这可以在短期内降低紫贻贝被致病菌感染的风险。
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