近日，实验室海洋生物与生态教研室梁甲元副教授作为通讯作者、其指导的硕士研究生牛天祎为第一作者的研究论文《Color disparity enhances the toxic effects of polystyrene microplastics on Cladocopium goreaui》在国际知名环境类期刊《Marine Pollution Bulletin》（JCR Q1，中国科学院二区）上发表。该研究聚焦微塑料污染对珊瑚礁生态系统的潜在影响，揭示了不同颜色聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）对珊瑚共生虫黄藻的毒性差异及其生理与分子机制。

随着微塑料在海洋环境中的累积，其对珊瑚礁等生态系统的威胁日益凸显。虫黄藻作为造礁珊瑚的关键共生藻类，其生理状态直接影响珊瑚的健康与存活。然而，不同颜色微塑料对虫黄藻的毒性效应及其内在机制尚不明确。

本研究以常见造礁石珊瑚的共生虫黄藻——Cladocopium goreaui为研究对象，系统评估了红、黄、绿、蓝、白五种颜色聚苯乙烯微塑料（粒径5 μm，浓度20 mg/L）对其生长、光合生理、氧化应激及基因表达的影响。研究发现：

1. 显著抑制藻细胞生长：所有颜色PS-MPs均对C. goreaui生长产生抑制作用（P<0.05），其中蓝色与白色PS-MPs的抑制效应最强，藻细胞生长率最高下降约36%。

2. 光合生理响应与能量重新分配：尽管藻细胞通过上调光合色素含量（如蓝色PS-MPs暴露组中叶绿素a、叶绿素c和类胡萝卜素含量在第20天分别增加39%、108%和38%）以应对微塑料遮光效应，但光合产能被大量用于抵抗氧化胁迫，导致藻体生长受限。

3. 关键代谢通路基因表达下调：转录组分析表明，PS-MPs显著抑制了与生物合成、氮同化、脂代谢等关键代谢通路相关的基因表达。其中，蓝色与白色PS-MPs对脂肪酸代谢和核糖体功能相关基因的抑制尤为明显（P<0.05）。

4. 颜色差异调控毒性强度：微塑料的颜色差异通过影响其颗粒聚集行为及光吸收与反射特性，进而调控毒性效应的强弱。

该研究首次系统阐明微塑料颜色差异在调控其对珊瑚共生虫黄藻毒性效应中的作用，从生理响应与基因表达层面揭示了不同颜色微塑料的生态风险差异，为评估微塑料污染对珊瑚礁生态系统的潜在影响提供了新的科学依据。

文章信息如下：

Tianyi Niu, Yating Yang, Sanqiang Gong, Kefu Yu, Jiayuan Liang*. Color disparity enhances the toxic effects of polystyrene microplastics on Cladocopium goreaui. Marine Pollution Bulletin, 222 (Part 2) : 118815. 

https://doi-org-s.vpn.gxu.edu.cn:8118/10.1016/j.marpolbul.2025.118815

图1. 图形摘要

图2. 不同颜色PS-MPs暴露对虫黄藻差异表达基因集分析

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文字作者：牛天祎

图片来源：论文

编辑：李艳丹、周剑

一审一校：梁甲元

二审二校：刘旗扬

三审三校：余克服