轮胎添加剂（如抗氧化剂和硫化剂）对提高轮胎加工效率和耐用性至关重要。这些添加剂会迁移到轮胎表面并渗透到各种环境介质中[1]，[2]，[3]，对多种生物产生毒性作用。其中最常用的抗氧化剂之一是P-苯二胺（PPDs），尤其是N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基-p-苯二胺（6PPD），因其出色的聚合物稳定性能和高产量而受到青睐[4]。2020年，中国的6PPD产量约为20万吨[5]，显示出其对制造业的重要贡献及其潜在的大规模环境释放风险。这种广泛的依赖性和持续使用导致6PPD在水生生态系统中普遍存在，其浓度常常超过其转化产物的浓度。现场监测数据显示，通过分析14种不同轮胎的洗脱液，中性水中的6PPD浓度范围为10至100 μg/L[6]。此外，在拜耳布伦斯比特尔工厂，生物废水处理厂（WWTP）进水口的6PPD最高浓度达到240 μg/L[6]。即使在处理后的出水和城市径流中，也检测到6PPD的存在，浓度分别为0.3-11.2 μg/L[7]和0.21-2.71 μg/L（中位数0.32 μg/L）[8]。相比之下，6PPD的毒性转化产物6PPD-醌（6PPD-Q）通常检测到的浓度较低。在德国某WWTP的进水中，6PPD-醌的最大浓度为0.052 μg/L[7]，而在径流和接收水中则达到2.4 μg/L[9]，[10]。然而，近期研究主要集中在6PPD-醌的环境风险上[1]，[11]，[12]，[13]，[14]，可能是因为其在超痕量水平下对银鲑具有较高的急性毒性（24小时LC50为95 ng/L）[9]，[10]，[15]。这种观点忽略了6PPD的“伪持久性”特性。尽管6PPD易降解[13]，但由于轮胎磨损颗粒的持续释放，其在排放源附近的暴露水平仍很高。因此，目前对转化产物的关注过多，而忽视了6PPD本身的影响，这需要更全面的生态风险评估。
人们对6PPD的担忧日益增加，因为它可能通过本身或其转化产物对水生生物构成威胁。现有研究已充分记录了6PPD对多种水生物种的负面影响。例如，急性暴露可导致斑马鱼出现严重的形态异常、行为障碍、生殖和发育毒性，96小时LC50为2.2 mg/L[16]。此外，6PPD对中国的特有物种Gobiocypris rarus（LC50为162-201 ng/mL）具有高度毒性，而6PPD-醌对Oncorhynchus mykiss（LC50为1.66-4.31 ng/mL）也极具毒性[17]。6PPD还会干扰Ceratophyllum demersum L的各种生理和生化过程，包括生长、光合作用和氧化应激[18]。环境相关浓度的6PPD还会导致浮游植物Eichhornia crassipes的光合色素减少和碳水化合物显著变化[19]。这些毒性研究主要集中在消费者（如鱼类和浮游动物）和大型植物上，而对构成食物网基础的浮游植物群落（如微藻）的影响研究不足。
微藻作为水生生态系统中的初级生产者，通过光合作用将光能转化为化学能，是水生生态系统的重要组成部分。它们不仅增加溶解氧水平以支持需氧生物，还是水生食物网的基础，在养分循环和能量传递中起着关键作用[20]。已有研究表明，新兴污染物会影响微藻的生长和光合作用性能。然而，这些变化可能伴随细胞大分子组成的改变，包括脂质、碳水化合物和细胞外聚合物物质，这些因素共同决定了藻类的营养价值[21]，[22]，[23]。微藻生长和大分子组成的变化可能通过营养级传递影响更高营养级的生态结构，从而可能引发食物网结构和生态功能的连锁反应[24]。鉴于6PPD的化学性质（包括其在微藻中的吸附和积累能力[25]，以及微藻通过酶促途径转化外源化合物的能力[26]，这些过程可能调节6PPD的毒性和生物利用度。因此，污染物引起的微藻代谢变化不仅会影响藻类的营养价值，还可能影响更高营养级的效应。这凸显了研究微藻对6PPD分子反应的重要性，这对于评估水生食物网中的潜在生态风险至关重要。
目前关于微藻暴露于6PPD的研究主要集中在高浓度效应上[25]，对环境相关浓度下的各种反应和机制了解有限。鉴于水生环境中浓度的动态变化，这一知识缺口尤为明显。在低浓度下，微藻可能表现出促生长反应（类似激素效应），即低剂量暴露促进生长，而高剂量暴露则产生抑制作用[27]。有限的研究指出，在暴露于污染物的浮游动物[28]和植物[29]中也存在激素效应，这与抗氧化防御机制、应激蛋白和代谢途径的激活有关。然而，6PPD在微藻中诱导的激素效应的分子和代谢机制仍大部分未被探索。
需要进一步研究以阐明不同浓度的6PPD如何影响微藻的生理反应，重点关注分子层面的变化。本研究中使用T. obliquus来检测其对6PPD暴露的生理和代谢反应，包括环境相关的低剂量和高剂量。实验详细检测了细胞生长和活性、光合色素和EPS的分泌、氧化应激指标以及细胞结构。为了深入理解分子机制，采用了蛋白质组学和代谢组学方法来分析表达谱和代谢途径，包括氨基酸、脂质和碳水化合物代谢。这项研究不仅为理解微藻与6PPD之间的激素效应提供了宝贵见解和有力支持，还揭示了微藻在环境相关浓度下的独特分子机制。
