《Environmental Pollution》：Effects of Aging Microplastics and Embedded Light Stabilizers on Extracellular Substances Secreted by
Chlorella vulgaris
编辑推荐：
•从老化微塑料中浸出的光稳定剂危害藻类并改变胞外分泌物•共同释放的光稳定剂与老化微塑料引发藻类G2期阻滞并抑制有丝分裂•紫外线吸收剂BP-3/MPs使藻类死亡率和胞外分泌物分泌最大化•老化后的紫外线吸收剂BP-3/MPs抑制透明胞外聚合物颗粒的分泌引言塑料污染已演变为威胁陆地
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从老化微塑料中浸出的光稳定剂危害藻类并改变胞外分泌物
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共同释放的光稳定剂与老化微塑料引发藻类G2期阻滞并抑制有丝分裂
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紫外线吸收剂BP-3/MPs使藻类死亡率和胞外分泌物分泌最大化
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老化后的紫外线吸收剂BP-3/MPs抑制透明胞外聚合物颗粒的分泌
引言
塑料污染已演变为威胁陆地和水生生态系统的全球性环境危机 [1], [2]。微塑料（MPs）主要源自塑料产品的老化和破碎，是水生环境中最普遍且最持久的污染物之一[3]。低密度聚乙烯（LDPE）因成本低廉且可塑性能优异，被广泛应用于包装、农业设施和日常用品中。然而，紫外线（UV）辐射会诱导LDPE发生光氧化老化，导致链断裂、材料脆化和碎片化分解。此类老化过程大幅加速了微塑料以及LDPE基体中嵌入的各种内源性添加剂的释放[4]。
光稳定剂是有效抑制或延缓塑料光氧化老化的关键功能性添加剂。然而，长期自然老化不可避免地破坏了塑料基体的结构完整性，从而使嵌入的光稳定剂逐渐浸出至水生环境中，成为新兴有机污染物 [5], [6], [7]。这些释放的化合物具有高持久性、生物富集性和潜在生态毒性，使其环境行为和生态风险日益受到关注。迄今为止，关于光稳定剂的研究远不及其他塑料添加剂的研究全面 [8], [9], [10]。既往研究主要集中在土壤生态系统和大气环境中光稳定剂的产生与效应 [11], [12], [13]。相比之下，关于光稳定剂从微塑料复合材料中老化触发的释放，以及其水生行为和毒性影响的相关认知仍然不足。这一研究空白尤为突出，因为水生系统的高流动性促进了浸出的光稳定剂的扩散和生物富集，从而对水生生物构成更大的潜在威胁。
四孢衣藻（C. vulgaris）是一种广泛分布于水生环境中的常见单细胞绿藻 [14]。作为敏感的初级生产者和水生食物链的重要组成部分，它是评估污染物生态风险的理想指示生物。因此，它是研究老化塑料释放的光稳定剂水生毒性的关键模式生物。现有研究已证实，暴露于光稳定剂可干扰C. vulgaris的生长、光合活性和代谢过程，从而损害其存活和繁殖能力，并进一步通过食物链传递间接破坏水生生态系统的稳定性 [15]。然而，目前的研究很少关注胞外多糖（EPS）在C. vulgaris应对光稳定剂暴露的应激反应中的调节功能。EPS是构成藻类胞外基质主要成分的高分子量复杂有机物质，发挥关键的细胞保护作用。值得注意的是，由此组装形成的透明胞外聚合物颗粒（TEP）构成了EPS中一个重要但常被低估的部分。胞外囊泡（EVs）作为另一种重要的胞外分泌物，与EPS协同作用，介导藻类对环境胁迫的响应 [16], [17], [18]。已有证据表明，EPS和EVs对C. vulgaris适应不利环境和污染物胁迫具有重要贡献 [19], [20]。然而，这些胞外成分在调节C. vulgaris对光稳定剂胁迫响应中的具体调控机制，尤其是在伴随微塑料老化的情况下，仍知之甚少，相关系统研究仍然缺乏。针对这些研究空白，包括对C. vulgaris在光稳定剂胁迫下EPS/TEP/EVs调控认识的不足，以及对藻类对老化塑料释放光稳定剂的生理生化反应证据的匮乏，本研究选取LDPE作为代表性塑料材料，C. vulgaris作为指示生物，以EPS（包括TEP）和EVs为关键研究对象。本研究旨在探究含有不同光稳定剂的原生和老化LDPE微塑料浸出液对C. vulgaris生长和光合作用的影响。同时，表征光稳定剂胁迫下EPS分泌和组成的变化以及EVs的特性，并通过转录组分析进一步探讨其潜在分子机制。研究结果将为评估老化微塑料在水生生态系统中释放光稳定剂的生态风险提供理论基础，并为微藻应对新兴有机污染物的适应策略提供新的见解。
章节摘要
老化微塑料浸出液的收集
将无添加剂的原生LDPE微球（1 mm，47.5 g）在180 °C下加热20分钟使其完全熔化，随后加入2.5 g四种典型光稳定剂之一，包括TiO2（光屏蔽剂）、HS-944（高分子量聚合物受阻胺光稳定剂，自由基猝灭剂）、BP-3（2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，紫外线吸收剂）和NBC（镍二丁基二硫代氨基甲酸酯，激发态猝灭剂）。相应的结构和光稳定
结果与讨论
本部分系统阐述了C. vulgaris对来自原生和老化PE微塑料浸出的光稳定剂的响应。分析多尺度指标，包括宏观生理特征（藻类生长和光合作用）、胞外基质成分以及基于转录组的分子调控机制，以阐明C. vulgaris在光稳定剂暴露下的整体应激响应模式。
结论
本研究以C. vulgaris作为模型指示生物，系统探讨了老化PE微塑料浸出的光稳定剂的水生生态风险，特别关注了EPS、TEP和EVs在藻类应激适应过程中的调控作用。结果显示，老化PE微塑料释放的毒性光稳定剂引发了藻类胞外微环境的深刻重塑。具体而言，BP-3暴露诱导EPS组分显著升高，尤其是
CRediT作者贡献声明
曾甘宁：写作 – 审阅与编辑，写作 – 初稿撰写，资源获取，项目管理，方法论，资金支持，概念构思。 温世贤：可视化，调查，数据整理。 洪艳：可视化，调查，数据整理。 陈天胜：可视化，调查，数据整理。 董辰雷：可视化，调查，数据整理。 刘佩锐：验证，资金支持。 潘相良：写作 – 审阅与编辑，指导监督，项目
利益冲突声明
? 作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性财务利益或个人关系。
致谢：
本研究得到浙江省自然科学基金（LY22D060005）和国家自然科学基金（42207517）的资助。
曾甘宁|洪艳|温世贤|董辰雷|陈天胜|刘佩锐|潘相良
