在过去七十年中，全球塑料产量呈指数级增长——从1950年的约200万吨增加到近年来的近4亿至4.6亿吨——但全球回收率一直停滞在5%-9%左右（Geyer等人，2017年；Houssini等人，2025年）。环境中的塑料经历物理、化学和生物降解过程，形成了塑料碎片（Yang等人，2024a；Yang等人，2024b）。其中，直径≤5毫米的颗粒被归类为微塑料（MPs），它们广泛存在于各种环境介质中（Paes等人，2022年；Thompson等人，2004年）。作为全球污染的最终归宿，海洋每年接收约1亿至2亿吨的塑料废物（Jambeck等人，2015年；Meijer等人，2021年；OECD，2022年）。河口是微塑料进入海洋环境的主要通道（Di Pippo等人，2023年；Di等人，2024年）。据估计，河流排放的微塑料占进入海洋的微塑料总量的80%（Meijer等人，2021年）。
水生环境中的微塑料可以被微生物定植，形成生物膜，带来潜在的环境风险。当塑料球从河口环境转移到海洋环境时，其生物膜中的细菌、污染物和其他相关成分有可能被带入海洋（Silva等人，2023年；Zhang等人，2023年；Zhao等人，2023年；Zhao等人，2024年；Zhou等人，2024年）。抗生素抗性基因（ARGs）、毒力因子（VFs）与微塑料生物膜的共存引发了人们对它们作为微生物传播和基因交换载体的潜在作用的日益关注（Feng等人，2023年；Silva等人，2023年；Wang等人，2022a）。
在环境传输过程中，塑料球群落通常与周围的水生微生物群落不同，表现出特定类群和功能基因的富集（Li等人，2024年；Wang等人，2025年；Zhao等人，2024年）。一些随机采样研究在塑料球中发现了周围水中不存在的入侵物种和病原体（Kirstein等人，2016年；Viršek等人，2017年）。
然而，最近的证据表明，这些风险可能不会持续存在（Tu等人，2020年；Tulloch等人，2024年）。运输过程中的塑料球上的微生物群落逐渐向当地群落趋同，这一过程被称为“塑料球定位”（Zhang等人，2021年；Zhang等人，2023年）。然而，研究表明，即使在迁移后15天，微塑料仍然可以携带周围栖息地中不存在的微生物和抗生素抗性基因（Zhang等人，2023年；Zhao等人，2024年）。因此，最初附着在塑料球上的微生物类群的命运尚不清楚，它们的生态影响也尚未完全了解。
迁移的塑料球是否有可能携带新的细菌“入侵”新的环境？Zhang等人回顾了有关塑料球迁移的先前研究，并提出了一个描述细菌入侵过程的三阶段框架：到达、落定和生长（Zhang等人，2024年）。由于野外环境的开放性和复杂性，迁移的微塑料球对周围生态系统的原位影响尚不清楚，特别是关于表面相关细菌和抗生素抗性基因的潜在传播。以往的研究主要依赖于实验室模拟，而这种受控环境往往会对微生物群落施加选择压力，通常有利于某些细菌菌株，因此无法完全捕捉塑料球迁移的自然发展和生态后果（Metcalf等人，2023年；Vass等人，2024年；Zhang等人，2024年）。此外，自然环境中的物理因素——如流速和出流速度的差异或水闸等水力结构——可能会影响微塑料在进入海洋之前的滞留时间和生物膜的成熟（Li等人，2019年；Tu等人，2020年）。
为了解决这一空白，我们设计了一种结合野外实验和实验室研究的新方法。该方法包括原位孵育和实验室模拟，旨在重现塑料从淡水到海洋环境的转变过程。通过设置0天、28天和140天的原位孵育期，获得了不同成熟阶段的塑料球；进一步在实验室中孵育1天、3天和7天，我们评估了不同成熟阶段对海洋环境的短期影响。具体来说，本研究旨在：（1）描述迁移的塑料球对海洋环境中微生物群落组成的影响。（2）评估孵育时间对塑料球生态影响的作用。（3）确定微塑料生物膜在新环境中释放抗生素抗性基因和毒力因子的潜力。通过回答这些问题，本研究填补了关于微塑料生物膜在介导细菌和抗性基因从河流到海洋迁移中的作用的关键知识空白，从而有助于更好地理解塑料污染在水生系统中带来的生态风险。
