近期，潘科研究员课题组在海洋微藻对新兴环境污染物的生理响应方面取得多项研究成果，于环境科学领域知名期刊发表三篇研究论文。

2024年2月7日，课题组报道了海洋微藻与微塑料的物种特异性相互作用以及相应的细胞壁致畸机制，相关成果以“Species-specific deformation of microalgae in the presence of microplastics”为题发表于《Environmental Chemistry Letters》。该论文第一作者是深大-港科大联培博士生陈丰源，通讯作者为潘科研究员，深圳大学为第一完成单位。

微塑料带来的海洋污染对浮游植物构成重大威胁，但目前人们对微塑料与微藻细胞之间的物理相互作用仍知之甚少。该研究使用原子力显微镜探索了经海水老化的微塑料与四种代表性微藻的接触模式。共暴露七天后，微藻的特定部位出现了因物种和微塑料粒径而异的畸形。通过镶嵌或内陷的方式，微塑料可分别吸附于多孔或光滑的细胞表面，从而导致细胞壁出现轻微形变或明显皱褶。此外，微塑料甚至可侵入微藻细胞体内，但这种现象在典型硅藻中较少出现，因为硅藻外壳具有能“捕获”微小颗粒的分层多孔结构。该工作首次在纳米尺度上揭示了由微塑料导致的物种特异性微藻表面形变。

论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s10311-024-01699-2

2024年1月17日，课题组解析了海水中的盐度和硅浓度对一种常见硅藻金属吸附的联合效应，相关成果以“Synergistic effect of silicon availability and salinity on metal adsorption in a common estuarine diatom”为题发表于《Journal of Environmental Sciences》。该论文第一作者是深大-港科大联培博士生陈丰源，通讯作者为潘科研究员，深圳大学为第一完成单位。

氮磷排放量的增加以及沉积物输入的减少使硅逐渐成为河口硅藻的限制性营养元素。营养盐结构的紊乱和盐度波动可影响河口硅藻对金属的吸收。然而，目前尚未有研究评估硅浓度和盐度对硅藻细胞金属累积的综合影响。本工作旨在分析盐度和硅如何共同影响典型硅藻三角褐指藻对金属的吸附。数据显示，海水中丰富的硅和低盐度能增强硅藻表面对镉和铜的吸附。在单细胞水平上，表面电势是影响金属吸附的主要因素，而表面粗糙度也有助于在低盐度条件下提高细胞表面的金属负载能力。非损伤微测、原子力显微镜、X射线光电子能谱和傅立叶变换红外光谱等技术表明，硅藻细胞壁中官能团的多样性和丰度随盐度和硅水平而变化，而这主导了细胞表面电势以及瞬时金属离子通量。该研究为解释河口硅藻高度可变的金属吸附能力提供了新的见解。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jes.2024.01.012

2023年12月20日，课题组揭示了海洋中废弃口罩的碎片对两种典型硅藻的表面性质和生理行为的影响，相关成果以“Impact of facemask debris on marine diatoms: Physiology, surface properties, sinking rate, and copepod ingestion”为题发表于《Science of The Total Environment》。该论文第一作者是深大-港科大联培博士生陈丰源，通讯作者为潘科研究员和马捷副研究员，深圳大学为第一完成单位。

废弃的外科口罩已成为海水中塑料垃圾的新来源，在老化过程中能释放出大量微米和纳米级塑料碎片。然而，关于这些污染物如何影响海洋浮游植物却鲜有报导。该研究将口罩浸出物加入羽纹纲硅藻三角褐指藻和中心纲硅藻威氏海链藻的培养基，发现口罩碎片虽不能牢固吸附于硅藻表面，但仍可抑制其生长和光合作用，并显著改变细胞硅质壁的理化性质。在纳米尺度上，硅藻细胞壁的电势、粘附力和含氧化合物比例降低，同时粗糙度和弹性模量有所提高。此外，在共暴露条件下，桡足类对硅藻的摄食量大幅减少，且硅藻的沉降速率显著下降。这些结果表明，口罩碎片对硅藻的影响有可能在一定程度上减缓有机碳从表层海水向深海的输出。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.167222

以上工作获国家自然科学基金委、香港研究资助局和深圳市科技创新委员会等项目的资助。