随着纳米材料的广泛使用,其对生态环境的影响受到了越来越多的关注,但人们关于纳米材料对藻类代谢产物影响的效应及机制知之甚少。本研究选取纳米银(AgNPs)作为研究对象,以铜绿微囊藻作为模式藻类,揭示了纳米银对铜绿微囊藻代谢产物的影响及机制。主要结果如下:(1)纳米银(23.27±2.92nm)在高浓度(0.15mg/L、0.3mg/L 和 0.45mg/L)下可对铜绿微囊藻生长产生显著抑制作用,且该抑制作用呈现“剂量—效应”趋势,即该抑制作用随着纳米银浓度的升高而增强。纳米银对铜绿微囊藻的96h半数抑制浓度LC50(96h)=0.13mg/L。铜绿微囊藻叶绿素合成受纳米银暴露时间和浓度的影响较大。短时间(24h)内,高浓度(0.15mg/L、0.3mg/L和0.45mg/L)的纳米银对铜绿微囊藻叶绿素的合成有明显的促进作用;而在较长时间时(72h和96h),纳米银(0.15mg/L、0.3mg/L 和0.45mg/L)对铜绿微囊藻叶绿素的合成表现出了抑制作用,表明对铜绿微囊藻光合作用的抑制可能是纳米银的致毒原因。相同物质的量浓度硝酸银的毒性大于纳米银的毒性,硝酸银与纳米银对叶绿素合成均存在“毒物兴奋效应”,推测纳米银与硝酸银的致毒方式存在一定的重合。(2)0.075mg/L和0.150mg/L的纳米银和0.025mg/L的硝酸银均能够对铜绿微囊藻细胞的代谢产物产生影响,其差异性代谢物主要为醇类、有氧酸类、脂肪酸类和一些其他类的物质。经0.150mg/L的纳米银与0.075mg/L纳米银作用相比,铜绿微囊藻代谢产物中细胞松弛素的含量前者较高,说明铜绿微囊藻对较高浓度的纳米银表现出了更强的应激作用,提示纳米银对铜绿微囊藻代谢产物的影响跟纳米银的浓度有关联。差异代谢产物种类主要包括氨基酸类、含氧酸类、脂肪酸类等,主要影响的代谢通路为氨基酸的合成与代谢、糖类的代谢和脂肪酸的合成与代谢等。硝酸银与纳米银的差异代谢产物中存在焦脱镁叶绿酸a,这说明硝酸银和纳米银对铜绿微囊藻代谢产物的影响机制可能存在相似之处。(3)透射电镜成像结果揭示,纳米银对铜绿微囊藻藻细胞内的作用主要表现在对细胞形态的影响和对类囊体的损伤。在0.150mg/L纳米银的作用下,铜绿微囊藻的细胞壁出现了明显的变形和破损,类囊体变形和断裂,细胞质呈现明显的收缩聚集现象,细胞内出现大的伪空泡。同时,纳米银在藻细胞内的类囊体上广泛分布与聚集,推测纳米银影响铜绿微囊藻代谢产物的作用可能机制之一是破坏类囊体的结构。(4)较高浓度(0.075mg/L、0.15mg/L和0.3mg/L)的纳米银作用下,藻细胞内相对MDA含量随着纳米银浓度的升高而上升,相对MDA含量分别达到对照组的1.29倍、2.51倍和3.05倍;在纳米银浓度为0.15mg/L和0.3mg/L时,藻细胞内相对SOD活性分别达到对照组的2.41倍和2.86倍。这说明纳米银影响铜绿微囊藻代谢产物的可能机制是造成藻细胞细胞膜的氧化损伤和脂质过氧化。此外,硝酸银对MDA含量和SOD活性的影响也表现出同样的情况,说明硝酸银对藻类代谢产物的影响机制与纳米银存在相同之处。