近年来,由于微塑料(MPs)普遍存在并可导致严峻的生态环境问题,使它受到越来越多的关注。然而,在环境水体中,微塑料并非单一存在,它可吸附不同种有毒污染物而产生复合污染作用。有研究表明,微塑料是海洋环境重金属(HMs)污染的载体,其携带重金属可进入食物链并通过生物放大效应引起更高的生态毒性风险。然而,目前这种复合毒性分子机理尚不明确。因此,本项研究以聚苯乙烯微塑料与海洋中典型重金属(Cd、Pb、Zn)为研究对象,以海水青鳉(Oryzias melastigma)作为实验动物模型,深入研究环境浓度下的微塑料与重金属组合(Cd、Pb、Zn)对海水青鳉的毒性效应,阐明联合作用过程中微塑料对重金属在海水青鳉体内分布的影响,剖析微塑料与重金属在肠道和性腺组织和传代毒性效应影响,揭示微塑料对重金属毒性的增敏效应并阐明它们的复合毒性分子机制。本项研究主要结论为:(1)MPs主要在海水青鳉幼鱼肠道内富集,幼鱼在不进食状态下,可在48h将肠道富集MPs代谢完全;成年海水青鳉暴露于环境浓度的MPs和HMs一月后,肠道内Cd、Pb、Zn的浓度最高,其次是肝脏中Cd和Pb;此外,MPs增加了肠道中Zn的积累。(2)暴露于环境浓度的MPs和HMs一月后,海水青鳉肠道菌群发生显著变化。MPs暴露降低了肠道菌群的多样性和丰富度,而HMs和MPs-HMs暴露则增加了肠道菌群的多样性和丰富度。MPs-HMs联合暴露对海水青鳉的肠道产生了更高的污染负荷,并引发了雄性海水青鳉肠道的特定菌种和肠道功能发生显著变化。(3)在海水青鳉性腺发育过程中,HMs和MPs-HMs暴露导致了空卵泡(EF)和卵泡闭锁(FA),并改变了与下丘脑-垂体-性腺轴(HPG)相关的基因表达水平。根据PCA分析,生殖障碍主要是由HMs引起的,MPs与HMs的结合并没有增加海水青鳉性腺发育的风险。(4)在海水青鳉子代幼鱼22dpf生长过程中,HMs和MPs-HMs暴露严重影响了子代幼鱼的存活和孵化,MPs暴露并无明显影响。MPs与HMs均可改变幼鱼的免疫相关基因表达,MPs与MPs-HMs暴露引起幼鱼免疫抑制作用,但HMs暴露增强了幼鱼炎症反应。这些结果显示了环境相关浓度微塑料对重金属的生物毒性产生了一定的影响,这种影响并非单纯的增强或削弱,启示了开展后续作用机制研究的必要性。