微塑料（MP）污染越来越被视为水生系统内的主要环境问题，引起水生生物广泛的物理和亚致死效应。MPs 可以通过物理压力（例如，缠绕）影响淡水生物，而摄食可能导致胃肠道阻塞和食物摄入量减少，最终损害生长和繁殖性能。此外，MPs 与生理和细胞毒性以及行为改变有关（de Sá et al., 2018; Du et al., 2020）。具体来说，溞属（Daphnia）是静水生态系统中的关键属，将初级生产与更高营养级联系起来，作为非选择性滤食者，容易摄食 MP。例如，在大型溞中，暴露于 MPs 已被证明会抑制摄食率并扰乱游泳行为和趋光反应（Magester et al., 2021; De Felice et al., 2019; An et al., 2021）。此外，MPs 可以诱导氧化应激和脂质过氧化等应激反应，从而破坏细胞稳态（Imhof et al., 2017; Jeong et al., 2017; Trotter et al., 2021; Luangrath et al., 2024）。长期 MP 暴露还与涉及繁殖、能量代谢和防御机制的基因表达变化有关，可能在持续环境暴露下驱动适应性分子反应和长期多代效应（Coady et al., 2020; Kim et al., 2025）。然而，所有反应都取决于颗粒的物理化学性质，如掺入化学物质、尺寸或形状（Shrank et al., 2019; Schwarzer et al., 2022; Zhang et al., 2023）。
可生物降解微塑料（BMPs），包括聚乳酸（PLA）、聚羟基丁酸酯（PHB）、聚己二酸丁二醇酯 - 对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）和聚丁二酸丁二醇酯（PBS），在河流、水库和污水处理厂排放物等淡水系统中越来越被检测到（Shi et al., 2024; Mut et al., 2024）。然而，在自然環境条件下完全生物降解往往受到温度、氧气可用性和微生物群落组成等因素的限制，导致这些聚合物在完全矿化之前持续存在并碎裂成 BMPs（Bagheri et al., 2017; Wei et al., 2021）。值得注意的是，淡水环境中的降解速率始终慢于土壤或堆肥系统中观察到的速率，尽管在技术堆肥残留物中也是如此（Weithmann et al., 2018; Steiner et al., 2023; Lavagnolo et al., 2024; Payanthoth et al., 2024; Steiner et al., 2024）。新兴证据表明，BMPs 可以诱导与传统 MPs 相当的生物效应，强调了进行全面环境风险评估的必要性（Shi et al., 2024; Mut et al., 2024; Mondellini et al., 2026; Schwarzer et al., 2026）。实验研究表明，BMP 暴露可以触发氧化应激，抑制浮游动物物种（如大型溞）的摄食活性，并损害繁殖性能（Zimmermann et al., 2020; An et al., 2024; De Felice et al., 2024; Luangrath et al., 2024）。此外，已显示 BMPs 可以改变鱼类和无脊椎动物的肠道微生物组成，破坏代谢过程，并引发炎症反应（Cao et al., 2025）。尽管有这些发现，水生生物中关于 BMPs 的生态毒理学研究主要集中在短期急性和慢性暴露场景，突出了对长期调查的需求，包括多代和种群水平评估，以更全面地阐明其生态后果。
微生物组分析已成为水生无脊椎动物生态毒理学研究中越来越重要的组成部分，因为宿主相关的微生物群落调节 essential 生理功能，并对环境压力源表现出高度敏感性。在大型溞中，肠道和表面相关微生物在消化、营养吸收、免疫调节和解毒过程中发挥 integral 作用，对这些群落的干扰会直接影响宿主 fitness（Callens et al., 2018; Akbar et al., 2022）。MPs 已被证明可以通过重塑群落结构来扰动肠道微生物组成和功能，从而破坏宿主稳态并加剧毒性效应（Varg et al., 2022a; Jeong et al., 2025）。此外，据报道，大型溞中 MPs 和铬（VI）的联合暴露通过微生物组改变伴随死亡率增加产生协同效应（Varg et al., 2022b），突出了需要进一步调查各种类型 MPs 与肠道微生物组之间的相互作用。重要的是，关于传统 MPs（CMPs）和 BMPs 对肠道微生物群落结构和功能比较影响的知识空白仍然存在。与 PET 不同，PHB 可以作为底物，选择性富集潜在降解者，如 Nocardioides 和 Pseudomonas（Suzuki et al., 2021; Paloyan et al., 2025）。PHB 解聚酶将聚合物水解为可溶性低聚物和 3-羟基丁酸，可被微生物同化为碳和能量来源（Roohi et al., 2018）。因此，与 BMPs 相关的微生物群落可能与与 CMPs 相关的群落不同，可能影响从颗粒摄食开始的肠道微生物组装和宿主生理。然而，迄今为止，没有研究比较评估 BMP 和 CMP 在大型溞肠道微生物组中的影响。Carillo 等人（2025）表明急性 PHB MP 暴露诱导肠道微生物组失调；仍然，PHB 暴露对肠道微生物群落的长期影响及其与宿主生理反应的关系尚未被探索。
转录组分析代表了研究环境压力反应背后分子机制的有力工具，因为它提供了差异表达基因（DEGs）的全面概况，并揭示了关键细胞途径的扰动，包括氧化应激、免疫功能和脂质代谢（Orsini et al., 2016; Mut et al., 2025）。转录组学的一个主要优势是其支持机制假设生成的能力，而不是简单地报告死亡率或生长抑制等顶点终点。此外，使用 curated 数据库如 Gene Ontology (GO) 和 Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) 对 DEGs 进行功能注释，能够识别受扰动的途径和与 MP 暴露相关的潜在生物标志物，从而支持环境风险评估和生态监测 efforts。转录组调查表明，MPs 可以失调淡水无脊椎动物中涉及氧化应激反应、解毒过程、脂质代谢和繁殖的基因（Imhof et al., 2017; Coady et al., 2020）。新兴证据进一步表明，BMPs 也可以诱导相当的分子反应，包括神经信号传导、细胞更新和分化途径的改变（Amato et al., 2025; Carrillo et al., 2025）。尽管如此，比较 CMPs 和 BMPs 之间分子反应的转录组学研究仍然很少。
本研究比较了聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和 PHB MPs 在 45 天内对大型溞的种群水平影响。此外，全面评估了肠道微生物群落组成和转录组分析以解决种群水平结果。PET 是使用最广泛的传统塑料之一，特别是在包装和纺织品中（Koelmans et al., 2019），并 consistently 被报道为淡水 MPs 中最丰富的聚合物类型之一（Lahon and Handique, 2023）。PHB 由于其微生物来源、特性明确的降解和广泛 application 而在可生物降解塑料研究中被广泛使用（Adnan et al., 2022）。本研究假设 PHB MPs 的可生物降解特性将创造与 PET MPs 不同的肠道微生物群落和基因表达，从而有助于大型溞种群的不同结果。
