虫黄藻与与造礁石珊瑚的共生关系是全世界珊瑚礁生态系统的存在基础。当今,愈发频繁的人类海洋活动使珊瑚礁生态系统受到海水富营养化和微塑料污染等环境威胁,虫黄藻如何响应这些环境变化是珊瑚礁生态系统平衡和健康的关键,成为当前珊瑚研究领域的热点之一。本研究以共生虫黄藻Cladocopium goreaui为研究材料,探究其对富营养化和微塑料污染的生理响应机制。采用限氮培养后在培养基中恢复正常氮营养水平来模拟海水富营养化。在恢复氮营养后,虫黄藻C.goreaui的密度在84 h显著上升,叶绿素a含量在72 h显著上升,而细胞大小、一氧化氮合酶活性和Caspase3的激活水平在72 h显著下降。在整个氮营养恢复期间,未检测到光合效率Fv/Fm、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性的显著性变化。此外,在氮营养恢复后84 h虫黄藻内碳含量和碳氮比均显著降低。采用聚苯乙烯微塑料(直径1.0μm,9.0×10⁹个L^-1)胁迫后,虫黄藻C.goreaui的密度和细胞大小分别在第7 d和6-7 d显著下降。叶绿素a的含量在胁迫后第7 d显著增加,光合效率Fv/Fm在整个胁迫期间没有显著变化。同时,超氧化物歧化酶活性和Caspase3激活水平均显著升高,谷胱甘肽S-转移酶活性显著降低。微塑料胁迫7 d后的转录组分析揭示了191个表达水平显著上调的和71个表达水平显著下调的基因。表达上调基因共富集到15个GO条目,主要与离子跨膜转运、底物特异性跨膜转运活性、钙离子结合和钙依赖性半胱氨酸型内肽酶活性等生理过程相关。还发现13个表达上调基因编码金属离子转运蛋白,5个表达下调基因编码光捕获蛋白。研究结果初步揭示了富营养化和微塑料胁迫对共生虫黄藻C.goreaui的生理调节机制。富营养化可以通过增加藻细胞的叶绿素含量,抑制细胞凋亡,从而促进了虫黄藻的生长。微塑料能经上调虫黄藻离子转运和凋亡酶基因的表达水平来抑制其解毒活性、营养吸收和光合作用,并提高其氧化应激水平和细胞凋亡水平,最终抑制虫黄藻的生长。本研究有助于认识环境胁迫下C.goreaui的生理变化,为造礁石珊瑚的环境适应性研究奠定基础,为珊瑚礁生态系统的保护提供理论依据。