塑料垃圾是海洋环境中的常见污染物。在海洋环境中,较大体积的塑料垃圾不仅会逐渐分解成粒径小于5 mm的微塑料,对海洋环境产生危害,而且这些微塑料会快速的被海洋中的微生物群落所占据,共同构成海洋“塑料圈”微生态,对海洋环境产生更为复杂的影响。在海洋“塑料圈”的组成微生物中,其中就包括致病微生物、有毒微生物、入侵微生物以及与塑料降解有关的微生物,当前“塑料圈”中微生物对于海洋微塑料的影响以及塑料聚合物类型对微生物群落的影响尚不明确,微塑料与附着微生物共同构成的“塑料圈”亟需我们展开研究。潮间带是海洋塑料垃圾大量聚集的区域,水产养殖海域受海洋塑料垃圾污染程度较高,也是与人类水产品卫生密切相关的区域。在本研究中我们使用高通量测序的研究方法对长江口及周边海域潮间带中的海洋微塑料附着细菌群落进行了不同区域的研究对比,以及对东南沿海地区水产养殖海域中的海洋微塑料附着细菌群落进行了不同季节,不同区域的研究对比。首次分析并初步探讨了我国海洋微塑料附着细菌群落对海洋环境的影响,以及微塑料附着细菌群落组成结构对外界环境因素的响应。主要研究内容和结果如下:对长江口及周边海域潮间带的微塑料附着细菌的生物多样性、组成类别、潜在病原菌、关键细菌类群和代谢通路进行了研究,研究发现:1.该研究海域内微塑料附着细菌的组成和结构在不同区域内具有显著性差异,其组成群落与微塑料所处的沉积物环境和水环境具有紧密相关性,同时存在少量潜在病原菌。2.利用网络分析的方法对“塑料圈”中微生物组成进行筛选,预测了“塑料圈”中关键的细菌类别,例如:红细菌(Rhodobacterales),鞘脂单胞菌(Sphingomonadales)和根瘤菌(Rhizobiales),而其它的细菌,例如潜在病原微生物则在“塑料圈”微生物中的属于机会型的“旅客”。3.代谢通路分析结果显示微塑料附着细菌群落对塑料表面的附着生活方式具有适应性,这种适应性包括微塑料表面“细胞运动”的代谢通路表达较少,同时“外来物质的降解与代谢的代谢通路”的表达丰度较高。该研究说明了海洋微塑料表面具有多样性丰富的细菌群落,提高了我们对“塑料圈”生态的理解。为了明确海洋微塑料携带的潜在病原菌在水产养殖海域中的分布状况,微塑料附着微生物在不同季节和区域下的差异,揭示“塑料圈”微生物对于海洋环境和水产品健康的潜在风险。我们对我国东南沿海水产养殖区域中的微塑料附着细菌群落进行了冬季和夏季两个季节的研究分析。研究发现:1.在当前研究区域中,微塑料样品及海水样品中存在多种潜在病原菌,并且部分类别的细菌丰度较高,例如弧菌(Vibrio)和假单胞菌(Pseudomonas),其中一个微塑料样品中Vibrio含量高达41.03%,同时在本次研究部分采样点中,我们发现海水样品中未检测到的潜在病原菌类别,在海洋微塑料样品中有该类别的潜在病原菌的存在,水产养殖区域中微塑料表面潜在病原菌的丰度在夏季显著高于冬季。2.海洋微塑料附着细菌群落与周围水体中的细菌群落在组成上具有一定相关性,但两者之间的生物多样性具有显著区别,同时微塑料附着细菌群落的组成结构具有区域差异,塑料聚合物类型与微塑料附着细菌群落之间没有显著相关性。3.通过热力图对环境因子与微塑料附着优势菌的相关性进行分析,解释了不同季节和区域环境下微塑料附着细菌群落中优势细菌具有差异性的原因。4.利用网络分析的方法对微塑料附着细菌群落组成进行筛选,预测了“塑料圈”中关键的细菌类别,例如:红细菌(Rhodobacteraceae)、放线菌(Actinobacteria),蓝细菌(Cyanobacteria)和海杆菌(Marinobacter)。该研究表明,在我国东南沿海水产养殖海域,微塑料附着微生物中潜在病原菌普遍存在,夏季水产养殖海域微塑料附着细菌群落中病原菌的丰度较高,海洋微塑料作为病原菌的一种传播介质,我们应当关注其对海洋环境以及水产品安全的潜在危害。海洋微塑料附着细菌群落组成与结构特征与水环境、季节、地理位置有关,与塑料的聚合物种类相关性不显著。