塑料时代开启之后,塑料被广泛用于各个领域,塑料制品随处可见,随之而来的是全球环境问题。由最先备受关注的“白色污染”,到如今的全球研究热点——微塑料污染。微塑料（Microplastics,MPs）是指粒径小于5 mm的塑料碎片、颗粒或纤维。MPs在海洋生态系统中无处不在,成为了海洋新型污染物。珊瑚礁生态系统是海洋中最典型的生态系统,被称之为“海洋中的热带雨林”和“海洋之肺”。然而在全球气候变化和人类活动增加的双重压力下,珊瑚礁出现了白化现象,大量珊瑚死亡。其中,温室效应和环境污染是引发珊瑚白化的主要原因。现已有研究报道,在国内外的珊瑚礁生态系统中都出现MPs污染,且在野生珊瑚体内检测到MPs,以及室内实验也已证明珊瑚会摄入MPs。由于MPs尺寸小,比表面积大,具有很强的吸附能力,使其成为环境中有机污染物、重金属和病原体等有害物质的极好定殖地（汇）和传播载体,进而使其毒性增加。目前已有很多关于MPs与重金属、有机污染物的复合毒性,MPs与其表面生物膜的复合毒性还未有报道。MPs表面生物膜可能积聚许多病原体,增加珊瑚疾病的可能性。但关于珊瑚礁生态系统水环境中MPs表面生物膜的物种组成和分布的研究未有报道,MPs及其表面致病菌对珊瑚的复合毒性也未见报道。因此,本研究先研究珊瑚礁生态系统水环境中MPs表面生物膜的细菌群落的组成和分布,并从中分离出致病菌,最后研究MPs与致病菌对炮仗花珊瑚的毒性效应,为MPs对珊瑚的毒理学研究提供了一个新的方向,为MPs的毒理学研究提供了基础数据。本研究的主要研究内容及结果如下:1、珊瑚礁水环境中MPs表面生物膜的物种组成和分布为了尽可能贴近真实值,采用自然培养法,将海洋中常见的九种MPs直接放置在四个不同的珊瑚区（3个人工养殖珊瑚区和一个野生珊瑚区）中培养生物膜。培养2周后取出,利用扫描电镜（Scanning Electron Microscopy,SEM）观察生物膜的特征,通过16s r RNA测序分析MPs表面生物膜群落的物种组成和分布。结果表明,MPs表面生物膜的物种组成和丰度分布与周围海水有显著差异。MPs的类型和放样点是影响生物膜群落结构的重要因素。与海水样品相比,MPs富集某些优势菌,如弧菌科（Vibrionaceae）、红杆菌科（Rhodobacteraceae）、黄杆菌科（Flavobacteraceae）、微细菌科（Microtrichaceae）和鞘脂单胞菌科（Sphingomonadaceae）。其中,弧菌科、红杆菌科和黄杆菌科与石珊瑚的组织损伤密切相关,弧菌也是珊瑚白化的主要病原体。此外,在MPs生物膜上还检测到假单胞菌（Pseudomonas）和噬菌蛭弧菌（Bdellvibrio）。培养后的MPs的SEM图可以清楚地观察到大量杆状细菌和链球菌。2、微塑料与弧菌对炮仗花珊瑚毒性效应的研究由于目前报道的关于珊瑚疾病的病原菌大多数都是弧菌,而聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是九种微塑料里面富集弧菌的丰度是最高的,所以本实验利用弧菌选择培养基（TCBs）从在珊瑚区培养两周后的PET上分离两株弧菌,分离纯化后,首先对这两株细菌进行革兰氏染色初步鉴定并确认是弧菌,最后通过16s r RNA测序进行菌种鉴定,结果为:一株是黄色菌落的Vibrio hyugaensis,另一株是绿色菌落的Vibrio agarivorans。不同浓度的PET（1、10、100 mg/L）、PET与弧菌复合体（单菌、双菌+100 mg/L PET,于2216E培养基25℃培养一周）对炮仗花珊瑚进行为期两周的喂养实验,并对炮仗花珊瑚进行内生菌和代谢组学分析。内生菌测序分析的结果表明,各组的Shannon指数和Simpson指数无明显差异,说明各组样本的物种多样性差异不显著;Chao1和Ace指数的组间差异趋势是一致的,DP组和P100组的Chao1和Ace指数显著降低,表明100 mg/L PET组和双菌+100 mg/L PET组的物种丰度显著降低。代谢组学分析结果:BC、C、P1、P10、P100五个组进行趋势分析,共有64个代谢物显著持续上调,相对应的氨基酸代谢、TCA循环、HIF-1信号通路、胰高血糖素信号通路和味觉传导等通路显著上调;48个代谢物呈持续下调趋势,这表明PET的浓度越高,对炮仗花珊瑚的影响可能越大。BC、C、P100、YP、GP、DP六个组进行趋势分析,共有100个代谢物持续显著上调,氨基酸代谢和生物合成、药物代谢、甲状腺激素生物合成、抗生素的生物合成和叶酸的生物合成等通路显著上调;34个持续下调代谢物,这表明PET与弧菌复合体的毒性可能高于同浓度的PET,且PET与双弧菌复合体的毒性可能强于PET与单弧菌复合体。以上结果表明,PET、PET与弧菌复合体都对炮仗花珊瑚的机体通路产生不同程度的影响,会产生氧化应激反应,能量代谢通路和内分泌系统受到影响。