《Environmental Pollution》：Aged Buoy-derived Microplastics Alter Photosynthetic Performance and Metabolic Regulation in
Pyropia yezoensis without Short-term Growth Inhibition
编辑推荐：
•老化浮标衍生微塑料对坛紫菜（Pyropia yezoensis）在海藻养殖中构成早期亚致死风险。•光合生物标志物表明，老化浮标衍生微塑料的胁迫作用早于基于生长的终点指标显现。•PVC通过脂质过氧化和碳储备耗竭引发更大的氧化风险。•PET引发代偿性蛋白和过氧化物酶响应，并伴随
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老化浮标衍生微塑料对坛紫菜（Pyropia yezoensis）在海藻养殖中构成早期亚致死风险。
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光合生物标志物表明，老化浮标衍生微塑料的胁迫作用早于基于生长的终点指标显现。
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PVC通过脂质过氧化和碳储备耗竭引发更大的氧化风险。
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PET引发代偿性蛋白和过氧化物酶响应，并伴随显著的低剂量代谢转变。
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聚合物种类和老化程度应被纳入海藻养殖风险评估体系。
引言
微塑料（MPs）已成为沿海和海洋生态系统中日益受到关注的持久性污染物。其较小的粒径和较高的比表面积可增加生物可利用性，并促进其与生物体及共存污染物的相互作用（Mattsson等人，2015；Wang等人，2025）。这些特性可能增强其潜在生态风险。越来越多的证据表明，微塑料可影响不同营养级的生物，并可能通过食物网传递和海鲜消费对人类健康构成风险（Baroja等人，2021；Botterell等人，2020；Chianese等人，2026；Li等人，2023；Smith等人，2018）。然而，微塑料是异质性颗粒而非单一化学物质。因此，其生物学效应取决于材料组成、粒径、形态和表面化学性质（Hartmann等人，2019）。生态风险不仅受颗粒丰度影响，还受前期环境暴露的影响（Binda等人，2024）。这些颗粒特性在微塑料进入海水后并非固定不变。环境老化会逐步改变那些控制微塑料迁移、生物污损和生物学效应的相同特性（Qiu等人，2026）。在沿海水域，微塑料会受到紫外线辐射、氧气、盐度变化、温度波动、波浪冲刷磨损、悬浮矿物和生物膜定殖的作用（He等人，2023；Qiu等人，2026；Yu等人，2023）。
沿海养殖代表了一种独特的微塑料暴露模式，其中塑料输入、原位老化和生物受体在空间上相互关联。与开阔沿海水域不同，养殖区域含有大量持续浸泡并承受机械应力的聚合物基础设施（Lin等人，2022；Zhou等人，2021）。绳索、网具、浮子、管道和发泡聚苯乙烯浮球在持续数月至数年的生产周期中经历光氧化、生物污损和波浪冲刷磨损（Chen等人，2018；Zhou等人，2021）。因此，养殖设施可作为局部风化、源特定微塑料的释放源，而非仅仅是外部输运颗粒的被动汇。这一问题对于海藻养殖尤为关键。养殖藻体固定在绳索上或悬挂于塑料器械附近，在培养过程中可形成对悬浮颗粒、浸出液和老化材料塑料圈微生物膜的近场暴露（Oberbeckmann和Labrenz，2020；Fries等人，2025）。实地和生物监测研究进一步表明，水生植物和大型海藻可累积、滞留和再分配微塑料及人为微纤维（Huang等人，2023；Rimmer等人，2024）。尽管如此，大多数藻类生态毒理学研究仍依赖原生商业聚合物或通用实验室颗粒。因此，自然老化的养殖源微塑料对养殖海藻的生态效应仍缺乏充分理解。
海藻养殖是海洋养殖的重要组成部分，对食品生产、沿海民生、营养盐去除和蓝色经济发展均有贡献（Buschmann等人，2017）。在养殖海藻中，坛紫菜（Pyropia yezoensis）是东亚养殖中的重要红藻作物，为海苔产业奠定了基础（Blouin等人，2011）。其薄刀片状藻体具有高表面积-体积比，在培养过程中直接与周围海水接触（Zhang等人，2014）。这些特性有利于高效的营养盐交换和光合作用。同时也可能增加与悬浮微塑料、塑料衍生浸出液和生物膜相关化合物的接触。坛紫菜因此为评估养殖源微塑料的生态意义提供了相关的生物受体。然而，来自养殖材料的自然老化微塑料是否与该种对原生或通用实验室颗粒的响应有所不同，目前尚不清楚。
为弥补这一空白，我们在受控实验室条件下研究了现场老化的浮标衍生聚氯乙烯（PVC）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）微塑料对坛紫菜的亚致死效应。我们考察了这些聚合物是否引发不同的生理、生化和代谢组学响应，并假设它们会在明显的生长抑制显现之前破坏光合和代谢稳态。通过整合多个响应水平，这项面向来源的研究揭示了老化养殖塑料诱导的聚合物特异性胁迫特征。这些发现为将塑料来源和老化纳入海藻养殖微塑料风险评估与管理提供了机制基础。
各节摘要
实验生物及驯化
健康的成年坛紫菜藻体采自中国江苏省连云港市海州湾海藻养殖区。选取大小相近的完整藻体（长约20 ± 0.4 cm），低温运输至实验室，并用无菌海水冲洗三次以去除表面碎屑和松散附着的颗粒。受损或泛黄的藻体予以剔除。将清洗后的藻体转移至含500 mL充气海水的锥形瓶中
老化浮标衍生微塑料对藻体生长的影响
在7天暴露期间，对照组和老化微塑料处理组的坛紫菜藻体均保持了稳定的生长状态，未观察到明显的生长停滞或衰退（图1）。暴露浓度和聚合物类型均未引起相对生长率（RGR）的显著变化（P > 0.05）。因此，在测试条件下未检测到对短期生长的显著影响。
对光合性能和暗呼吸的影响
在7天实验中，净光合速率（NPR）对老化微塑料的响应比生长更为敏感（图2
对老化浮标衍生微塑料的生理和光合响应
7天暴露于老化浮标衍生微塑料未导致坛紫菜出现可测量的生长抑制。然而，生长响应的缺失并不意味着不存在亚致死效应，因为生长是一个综合性终点指标，在早期生理胁迫被短期驯化缓冲时可能保持稳定（Mao等人，2018；Sjollema等人，2016）。
在7天暴露期间，各处理组光合参数的特异性响应为亚致死效应的存在提供了证据
结论
本研究表明，7天暴露于老化浮标衍生PVC和PET微塑料在坛紫菜中诱发了聚合物特异性的亚致死响应。PVC引起浓度依赖性的氧化应激反应，与谷胱甘肽和脂质代谢相关。PET改变了光合性能，并在较高测试浓度下引发了代偿性生化响应，同时伴有谷胱甘肽代谢、膜脂质重塑和糖苷合成的变化。两者
CRediT作者贡献声明
王鑫：写作 – 审阅与编辑、监督、方法论、资金获取、概念构思。张佳豪：调查研究。高文鑫：调查研究。陈良：调查研究。冯志华：写作 – 审阅与编辑、项目管理、资金获取、概念构思。杨光：可视化、调查研究、数据整理。韦星宇：可视化、调查研究、数据整理。白冰：写作 – 审阅与编辑。段玉军：写作 – 原稿撰写、方法论
利益冲突声明
? 作者声明，不存在已知的经济利益冲突或个人关系可能影响本文所述工作。
致谢
本研究得到国家自然科学基金（42676170）、江苏省教育厅高校自然科学基金（22KJA170001；25KJD170003）和江苏省研究生科研创新计划项目（KYCX24_3668）的支持。
冯志华|段玉军|白冰|韦星宇|杨光|陈良|高文鑫|张佳豪|王鑫
