《Water Research》：Triphenyl phosphate (TPHP) stress-induced bacterial community differentiation, succession and energy metabolism inhibition under distinct contamination histories
编辑推荐：
•
TPHP的压力会驱动细菌群落的方向性或非方向性演替，这取决于场所的污染历史。
•
在预先适
- •
TPHP的压力会驱动细菌群落的方向性或非方向性演替，这取决于场所的污染历史。
- •
在预先适应和未暴露的细菌群落中，共现网络的崩溃路径不同。
- •
能量代谢的抑制是对TPHP的一种保守的群落级功能反应。
- •
污染的历史影响着细菌群落的抵抗力和生态韧性。
引言
有机磷阻燃剂（OPFRs）被广泛用作传统溴化阻燃剂的替代品，常见于塑料、电子产品、纺织品和建筑材料中。在OPFRs中，三苯基磷酸酯（TPHP）使用频率很高，并且经常在环境样本中被检测到（David和Seiber，1999；Wu等，2025；Hartmann等，2004；Lai等，2015）。TPHP可以通过生产和使用过程中的磨损、迁移和淋溶进入土壤、水和沉积物（Pantelaki和Voutsa，2019），并且可以在这些环境中持续存在很长时间，从而带来潜在的生态风险（Cheng等，2025；Vasinthiya Tej等，2025）。尽管对其化学性质和毒性进行了大量研究，但TPHP对环境系统中微生物群落的影响仍然知之甚少。
在研究微生物群落的稳定性时，仅仅考察物种组成的变化是不够的。群落多样性、相互作用网络和功能冗余性是稳定性的重要指标（Faust，2021）。暴露于污染物会迅速改变群落组成（Xu等，2024），还可能削弱或破坏微生物相互作用网络（Li等，2024）。即使群落的总体结构看起来稳定，持续的压力也会损害其功能，导致氧化损伤并破坏代谢过程。微生物的反应取决于污染源（Fuhrman，2009）。污染物可以选择耐受性物种并重塑群落结构和相互作用，这一过程有助于形成生态记忆（Poursat等，2020）。大多数研究仅考察单一地点或短期暴露情况，很少有研究在同一污染物压力下比较具有不同环境历史的微生物群落（Jiao等，2017）。
尽管已经证明TPHP会影响微生物群落结构和代谢（Chen等，2024），但尚不清楚不同环境历史下的微生物反应是否有所不同。在这项研究中，我们从垃圾填埋场土壤和废水中选取了细菌群落，并在相同的培养条件下让它们暴露于TPHP，同时设置了明确的压力梯度。我们分析了群落组成、多样性和共现网络结构，以评估不同地点的结构稳定性。我们假设长期暴露于污染物的群落在低浓度TPHP下会表现出更强的功能抵抗力，但在高浓度TPHP下仍会出现相互作用网络的崩溃。为了进一步探索背后的机制，选择了10 mg/L的TPHP作为元基因组和非靶向代谢组分析的代表性暴露浓度。本研究旨在阐明环境历史如何影响微生物对污染物的耐受性。研究结果为有机磷阻燃剂的生态风险评估提供了机制基础，并增强了对受污染环境中微生物功能稳定性的理解。
章节片段
化学品和试剂
三苯基磷酸酯（TPHP，AR ≥ 98%）由上海Macklin生化技术有限公司提供。将其溶解在HPLC级甲醇中，并通过0.22 μm膜过滤后储存。制备了浓度为7 × 10^4 mg/L的储备溶液。实验中的TPHP暴露浓度分别设置为10、70和140 mg/L，代表低、中、高三个压力水平。这些浓度用于评估细菌群落在不同压力下的剂量依赖性反应
统计分析
所有统计分析均在R软件（版本4.4.3）中进行。使用双因素方差分析（two-way ANOVA）及其后的Tukey诚实显著差异（HSD）事后检验来评估不同处理组、污染地点及其交互作用效应。对于每个污染地点内的比较，使用Student’s t检验来评估两个选定组之间的差异。统计显著性标准设定为p < 0.05。微生物共现网络分别构建
不同污染地点下TPHP压力下的细菌群落组成
在评估细菌群落对实验性TPHP暴露的反应之前，我们确定了原始接种物来源中的TPHP基线水平。TPHP的仪器检测限（LOD）和定量限（LOQ）分别为0.0089和0.0296 μg/mL。在废水提取物中没有观察到与TPHP标准品的保留时间和峰形一致、信噪比至少为3的可识别峰。因此，废水提取物中的TPHP含量被报告为低于
环境历史影响细菌群落对TPHP的敏感性
本研究显示，来自垃圾填埋场土壤和废水的细菌群落在TPHP暴露下表现出不同的结构和功能反应。由于这些群落来自不同的环境基质，观察到的差异很可能反映了它们最初的群落特征、环境背景和先前污染物暴露的综合影响（Zhang等，2024）。与废水中的细菌群落相比，垃圾填埋场土壤中的细菌群落
结论
本研究表明，TPHP暴露导致来自不同环境来源的细菌群落中与TCA循环和嘌呤代谢相关的基因和代谢物呈现出一致的减少。然而，具有不同环境历史的细菌群落表现出不同的反应轨迹。在垃圾填埋场土壤中，细菌群落的演替是方向性和有序的，随着TPHP浓度的增加，Serratia的数量持续增加。相比之下，废水中的细菌群落
支持信息
16S rRNA的原始序列和宏基因组数据已分别存入NCBI，访问号为SRX33247064–SRX33247087和SRX33254049–SRX33254060。原始代谢组数据已上传至Metabolomics Workbench，访问号为ST005112。
作者贡献
Junhong Ge：撰写初稿、方法学设计、实验研究、数据整理、可视化。 Yong Liu：撰写、审稿与编辑、概念提出、方法学设计、项目管理、资金筹集。 Li Chen：实验研究、数据分析、方法学设计。 Dongli Li：数据整理、数据分析、可视化。 Fang Deng, Binbin Xue 和 Jingwen Guo：数据分析、实验研究。 Ti Liang & Zhi Yang：方法学设计、可视化。 Zhu Li：监督、审稿与编辑。
未引用参考文献
Liu等，2025；Liu等，2025；Wang等，2025
CRediT作者贡献声明
Junhong Ge：撰写初稿、可视化、方法学设计、实验研究、数据分析。 Yong Liu：撰写、审稿与编辑、项目管理、方法学设计、资金筹集、概念提出。 Li Chen：方法学设计、实验研究、数据分析。 Dongli Li：可视化、数据分析。 Fang Deng：实验研究、数据分析。 Binbin Xue：实验研究、数据分析。 Ti Liang：可视化、方法学设计。 Zhi Yang：可视化。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报道的工作。
致谢
本研究得到了中国国家自然科学基金（编号42367036, 41907279）、贵州省基础研究计划（自然科学）（QianKeHe Basic-ZK [2024] general 527）、贵州省关键技术研发计划（QianKeHe Support [2023] general 097）、贵州省第六批高层次创新型人才培训计划（ZhuKeHeTong-GCC [2022]001）以及贵州省农业微生物学重点实验室（QianKeHe Platform [2025]029）的支持。
Junhong Ge|Yong Liu|Li Chen|Dongli Li|Fang Deng|Binbin Xue|Ti Liang|Zhi Yang|Jingwen Guo|Zhu Li
