科学网—上海海洋大学杨志刚王有基教授团队：淡水酸化现象可能加剧微塑料对中华绒螯蟹的毒性

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2025-6-30 18:28

| 系统分类: 科研笔记

【研究背景导读】

微塑料（ MPs ）与淡水酸化共同威胁水生生态系统。这项针对中华绒螯蟹的 21 天研究表明：低 pH （ 6.5 ）与 MPs 的联合暴露会产生协同毒性 —— 加剧氧化应激与免疫抑制，扰乱三羧酸循环和精氨酸生物合成，并改变肠道菌群功能。单独 MPs 主要影响嘧啶代谢，而酸化通过免疫 - 代谢互作放大了 MPs 的毒性。该研究强调需在气候变化背景下评估多重环境压力，为水生生态风险评估提供了关键依据。

【文章内容概要】

全球变暖、人口增长、经济发展和城市化的同步加剧，导致环境挑战日益严峻。塑料废弃物呈指数级增长，同时海洋酸化持续恶化。在这些复合环境压力下，塑料通过海水侵蚀、紫外线辐射和微生物作用等机制加速降解，产生大量粒径 <5 毫米的微塑料（ MPs ）。与此同时，大气 CO₂ 浓度上升增强了海水溶解作用，推动 pH 值持续下降。自工业革命前至今，全球表层海水 pH 值已降低 0.1 个单位，相当于酸度增加 30% 。这两类压力因子对水生生态系统构成了前所未有的威胁。

本研究以中华绒螯蟹为模型生物，通过 21 天暴露实验整合酶活性检测、肠道菌群分析和肝胰腺代谢组学，探究低 pH 与聚苯乙烯 MPs 的单独及联合效应。主要发现包括：（ 1 ）低 pH （ 6.5 ）与 MPs 联合暴露会协同加剧氧化损伤和免疫抑制；（ 2 ） MPs 单独作用主要干扰嘧啶代谢，而联合暴露显著破坏三羧酸循环和精氨酸合成，同时激活血清素代谢；（ 3 ）肠道菌群 α 多样性虽保持稳定，但其 COG 功能谱发生显著改变。该研究揭示了淡水酸化如何通过免疫 - 代谢互作放大 MPs 对甲壳类动物的毒性，为气候变化情境下多重环境压力的生态风险评估提供了新的机制视角。

通讯作者信息 ：

陈阿琴 ，王有基

单位：农业农村部淡水水产种质资源重点实验室，上海海洋大学，上海 201306

农业农村部水域环境生态上海海洋大学研究中心，上海海洋大学，上海 201306

科技部国际海洋生物科学研究中心，上海海洋大学，上海 201306

【基金项目】

本研究得到以下项目资助： “ 十四五 ” 国家重点研发计划 ； “ 海洋农业与淡水渔业科技创新 ” 重点专项（ 2024YFD2402203 ） ； 国家自然科学基金项目（ 32273154 ）；上海市自然科学基金项目（ 22ZR1427300 ）；现代农业产业技术体系专项（ CARS-48 ）； 2024 年度上海市科技创新行动计划项目（ 24320741100 ）；上海市教育委员会科研创新计划项目（ 2023ZKZD52 ） 。

【期刊介绍】

Environmental Chemistry and Ecotoxicology ( 缩写 ENCECO) 主要聚焦化学品在全球环境中的传输规律及其在生态系统中的毒性机制，生物体中的生物利用度和生物蓄积性，食物链中的生物放大，以及生态系统分析中的新技术和新方法、跨学科生态毒理学信息的处理方法等。期刊主要研究方向包括：环境化学、生态毒理学、环境修复、风险评估等。

根据科睿唯安发布 2023 年度期刊引证报告， Environmental Chemistry and Ecotoxicology 首个影响因子为 9.0 ，在 ENVIRONMENTAL SCIENCES 和 Toxicology 学科领域均位于 Q1 区。《 2025 年中国科学院文献情报中心期刊分区表》正式发布， Environmental Chemistry and Ecotoxicology 荣列大类：环境科学与生态学 1 区 ， Top 期刊 ；小类： ENVIRONMENTAL SCIENCES 环境科学 1 区 ； TOXICOLOGY 毒理学 1 区 。

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主题：上海海洋大学杨志刚王