中国海洋大学郑浩团队ES&T：食物相微塑料暴露增强许氏平鮋集群行为的机制：能量代谢失衡引发的肠-脑轴紊乱

第一作者：刘柳青青

通讯作者：罗先香，郑浩，邢宝山

通讯单位：中国海洋大学

论文DOI：10.1021/acs.est.5c16888

成果简介

近日，中国海洋大学郑浩教授与美国麻省大学邢宝山教授团队在Environmental Science & Technology期刊发表了题为“Novel Insights into Foodborne Microplastics-Enhanced Shoaling Behavior in Marine Korean Rockfish (Sebastes schlegelii): Energy Deficiency-Driven Gut-Brain Axis Dysregulation”的研究论文（DOI：10.1021/acs.est.5c16888）。

海水养殖的绿色可持续发展对全球粮食安全和营养保障至关重要。然而，新污染物微塑料（MPs）正持续威胁海洋生态系统的健康与稳定，已成为“One Health”框架下制约“海洋健康”目标实现的重要全球环境问题。鱼类作为海洋食物网中的高营养级消费者和重要经济物种，在维持群落结构、能量流动和渔业资源稳定方面发挥着关键作用。值得关注的是，在环境相关浓度下，MPs往往不引起鱼类死亡、生长抑制或发育异常等传统表观毒性效应，却可诱发明显的肝脏损伤、免疫功能紊乱及肠道菌群失衡等一系列亚致死效应。这类非致死效应通常具有隐匿性和渐进性，难以被常规毒性终点及时识别。相比之下，行为变化是鱼类响应外界胁迫和机体内部稳态失衡最早且最灵敏的指标，不仅反映个体的生理状态，也与适合度、种群动态乃至生态系统功能等密切相关，兼具早期预警价值和生态相关性。因此，系统解析MPs暴露下鱼类行为响应规律及其内在机制，不仅有助于弥补传统毒理学终点在敏感性和生态解释力方面的不足，也可为建立更具生态相关性的MPs风险评估框架提供重要依据。针对海洋环境中不同特性微塑料（MPs）如何影响鱼类集群行为这一关键科学问题，本研究以典型海水养殖鱼类许氏平鲉为研究对象，结合行为追踪和量化、能量代谢、神经递质代谢和肠道微生态分析等方法，发现环境相关浓度下经食物相暴露的MPs，尤其是富含化学添加剂的轮胎磨损颗粒（TWPs），可通过降低个体间行为异质性增强集群行为，揭示了能量代谢紊乱驱动的肠-脑轴信号异常是MPs重塑鱼类集群行为的核心调控机制。该结果将MPs生态风险评估从传统的毒理终点（如死亡率、生长抑制、发育畸形）拓展至种群水平的行为策略变化，为将集群行为等可量化行为终点纳入MPs生态风险评估框架提供了科学依据，并为在“One Health”框架下构建海水养殖环境中MPs污染早期预警体系、维护近岸海洋生态系统稳定和推动海水养殖绿色可持续发展提供了新思路。

该项研究获得了中国国家自然科学基金（U2106213、42307515）、山东省国家级人才配套支持计划（2023GJJLJRC-059）、中国博士后科学基金（2024M753055）、山东省博士后创新项目（SDCX-ZG-202400183）和山东省国家级人才配套支持计划（2023GJJLJRC-059）的资助。

主要作者简介

第一作者：刘柳青青，博士，中国海洋大学环境科学与工程学院，博士后，研究方向为海洋新污染物的行为生态毒理学。以第一/通讯作者发表学术论文12篇。入选国家资助博士后计划，主持国家自然科学基金青年项目、中国博士后科学基金面上项目和山东省博士后创新项目等课题。

邮箱：llqq@ouc.edu.cn。

通讯作者：罗先香，中国海洋大学环境科学与工程学院，教授，硕士生导师。长期致力于河口湿地生态过程及环境效应、滨海湿地生态修复、近海典型污染物的生物响应、近海生态系统的健康风险及预警评估的研究。在该研究领域先后主持国家自然科学基金面上项目2项，作为主要成员参与国家自然科学基金联合基金2项、国家重点研发计划1项等项目的研究工作。

邮箱：Lxx81875@ouc.edu.cn。

通讯作者：郑浩，教授，博/硕士生导师。国家高层次青年人才计划入选者；山东省杰出青年基金获得者；“全球前2%顶尖科学家影响力排行榜”入选者。任中国环境科学学会新污染物治理专委会常务委员、中国环境科学学会海洋环境保护专业委员会委员等。主要从事手性农药、抗生素抗性基因等新污染物的环境地球化学过程与污染控制、滨海盐碱地的改良与固碳等方面的研究。主持国家自然科学基金项目、山东省自然科学基金杰出青年基金项目、海南省重点研发计划等科研项目。共发表学术论文120余篇，其中，以第一或通讯作者在Environ. Sci. Technol.、WaterRes.、Environ. Int.、Chem. Eng. J.和J. Hazard. Mater.等环境领域顶尖期刊上发表SCI论文60余篇。授权国家发明专利8项；8篇论文入选“ESI高被引论文”。

邮箱：zhenghao2013@ouc.edu.cn。

主页：https://cese.ouc.edu.cn/2022/0405/c26420a366731/page.htm

通讯作者：邢宝山(Baoshan Xing)，麻省大学阿默斯特分校环境与土壤化学杰出终身教授(University Distinguished Professor)，麻省大学农学院主任。目前的研究包括工程纳米材料的应用、环境界面过程、有机物（包括生物炭）的表征和应用、微塑料分析和环境过程、食品安全。其研究团队在ES&T、Nature、Nat. Nanotechnol.、PNAS和ACS Nano等高影响力期刊发表论文800余篇，H指数171，被引量124,000余次，自2014年以来被列为“被引用次数最多的科学家”之一。

邮箱：bx@umass.edu。

相关论文信息：

Liuqingqing Liu, Linjia Liu, Xianxiang Luo, Jianliang Zhao, Xiuhui Tan, Wenting Zhao, Liyan Huang, Zixi Yuan, Fengmin Li, Hao Zheng, Baoshan Xing, 2026. Novel insights into foodborne microplastics-enhanced shoaling behavior in marine Korean rockfish (Sebastes schlegelii): Energy deficiency-driven gut-brain axis dysregulation, Environmental Science & Technology, https://doi.org/10.1021/acs.est.5c16888

课题组发表的关于海洋新污染物的鱼类行为生态毒理学的论文：

[1]Liuqingqing Liu, Wenting Zhao, Xianxiang Luo, Xiuhui Tan, Linjia Liu, Liyan Huang, Zixi Yuan, Zhiying Li, Fengmin Li, and Hao Zheng, 2026. Environmentally relevant 6PPD-quinone drives personality-specific behavioral abnormalities in juvenile grouper through interplay between neuroinflammation and gut microbial dysbiosis, Aquatic Toxicology. 291, 107707. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2026.107707

[2]Guangjie Che, Liuqingqing Liu, Longteng Li, Hongbin Liu, Linjia Liu, Tianning Yang, Xia Deng, Ningning Song, Haiying Zong, Zixi Yuan, Zhiying Li, Wenting Zhao, Liyan Huang, Guanglin Ren, Fengmin Li, Hao Zheng, and Baoshan Xing, 2025. “Sugar-free” trap: Artificial sweetener acesulfame induced anxiety-like behavior in Sebastes schlegelii via disturbing bidirectional microbiota-neurotransmitter interactions, Environmental Chemistry and Ecotoxicology. 7, 1991-2004. https://doi.org/10.1016/j.enceco.2025.09.005

[3]Liuqingqing Liu, Xinyao Li, Xianxiang Luo, Xiao Wang, Linjia Liu, Zixi Yuan, Cuizhu Sun, Hao Zheng, Elvis Genbo Xu, and Fengmin Li, 2025. Phthalates esters disrupt demersal fish behavior: Unveiling the brain-gut axis impact, Ecotoxicology and Environmental Safety. 289, 117470. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2024.117470

[4]Linjia Liu, Liuqingqing Liu, Zixi Yuan, Wenting Zhao, Liyan Huang, Xianxiang Luo, Fengmin Li, and Hao Zheng, 2025. Enantioselective disruption of circadian rhythm behavior in goldfish (Carassius auratus) induced by chiral fungicide triadimefon at environmentally-relevant concentration. Journal of Hazardous Materials, 485(5), 136891. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.136891

• 信息来源：中国海洋大学。

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