从抑制到恢复：微囊藻（Microcystis aeruginosa）在脉冲暴露于聚苯乙烯纳米塑料后的代谢反弹

《BMC Microbiology》：From inhibition to recovery: metabolic rebound of Microcystis aeruginosa following pulse exposure to polystyrene nanoplastics

　　

摘要

纳米塑料（NPs）已成为一个日益严重的全球环境问题。尽管已有大量研究关注纳米塑料对微藻的毒性影响，但其暴露后的后果仍大多未被探索。在本研究中，铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）被暴露在浓度为5毫克/升（mg/L）和50毫克/升的聚苯乙烯（PS）环境中15天，随后在无PS的培养基中再培养15天。5毫克/升的PS暴露并未显著影响藻类的生长、藻胆蛋白含量或氧化应激反应。相比之下，50毫克/升的PS显著抑制了藻类的生长并降低了其光合作用能力。转录组分析表明，这种毒性作用是由于核心能量代谢途径（包括光合作用、糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化）的广泛下调所致。值得注意的是，在去除PS后，铜绿微囊藻表现出显著的恢复能力，这得益于代谢反弹。具体表现为之前被抑制的代谢途径（尤其是戊糖磷酸途径和氧化磷酸化）的强烈上调，从而实现了生理功能的显著恢复，尽管这种恢复可能并不完全。这些发现突显了铜绿微囊藻的代谢韧性，并强调了在纳米塑料的生态风险评估中考虑暴露后阶段的重要性。

纳米塑料（NPs）已成为一个日益严重的全球环境问题。尽管已有大量研究关注纳米塑料对微藻的毒性影响，但其暴露后的后果仍大多未被探索。在本研究中，铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）被暴露在浓度为5毫克/升和50毫克/升的聚苯乙烯（PS）环境中15天，随后在无PS的培养基中再培养15天。5毫克/升的PS暴露并未显著影响藻类的生长、藻胆蛋白含量或氧化应激反应。相比之下，50毫克/升的PS显著抑制了藻类的生长并降低了其光合作用能力。转录组分析表明，这种毒性作用是由于核心能量代谢途径（包括光合作用、糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化）的广泛下调所致。值得注意的是，在去除PS后，铜绿微囊藻表现出显著的恢复能力，这得益于代谢反弹。具体表现为之前被抑制的代谢途径（尤其是戊糖磷酸途径和氧化磷酸化）的强烈上调，从而实现了生理功能的显著恢复，尽管这种恢复可能并不完全。这些发现突显了铜绿微囊藻的代谢韧性，并强调了在纳米塑料的生态风险评估中考虑暴露后阶段的重要性。