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海洋试点国家实验室在马里亚纳海沟深渊微生物生态功能方面取得重要成果

4月12日,国际微生物学领域权威期刊Microbiome在线发表了题为《烃类降解菌在马里亚纳海沟底层水的勃发》(“Proliferation of hydrocarbon-degrading microbes at the bottom of the Mariana Trench”)的研究成果。此项成果由青岛海洋科学与技术试点国家实验室(以下简称“海洋试点国家实验室”)海洋生态与环境科学功能实验室张晓华教授和海洋动力过程与气候功能实验室田纪伟教授为共同通讯作者,张晓华教授团队青年教师刘吉文与博士生郑艳芬为共同第一作者。该项工作同时得到了国内外多家单位科研人员的参与,彰显出学科交叉与国际合作的重要性。

深渊指水深大于六千米的海洋,主要分布于海沟区域,是地球上最后尚未被完全勘测的区域。近年来的研究发现,深渊水体孕育了丰富且独特的微生物类群,群落结构与上层深海完全不同,但目前对深渊微生物的生理特性和生态功能知之甚少。在本项工作中,项目团队通过田纪伟教授团队自主研发的大体积深海采水器,采集了马里亚纳海沟的多层次大体积海水样品(最深达10500米),并获得了多个万米水深沉积物样品。研究发现,深渊水体中的微生物呈现明显的垂直成层,在万米以深水体中快速转变为以烃类降解菌为优势类群的微生物群落。同时,在深渊底部沉积物中鉴定出了大量生物来源烷烃,这些烷烃可能支持了烷烃降解菌在马里亚纳海沟底层水的勃发。本研究结果揭开了世界最深处水体生命的神秘面纱,指出烷烃可能是万米水体微生物的重要“燃料”,为深入理解深渊海沟的生命过程与机制奠定了重要基础。

本研究所用样品依托海洋试点国家实验室和中国海洋大学资助的马里亚纳海沟综合观测航次采集。研究工作获得了国家自然科学基金、全球变化专项、中国海洋大学基本科研业务费、鳌山科技创新计划等项目资助。

该研究成果日前已被爱科学新闻网(iFLScience)、新闻周刊(Newsweek)、英国《独立报》(The Independent)、英国东英吉利大学(the University of East Anglia, UK)官网、商业科技博客(Business Inside)等多家外国媒体报道,并获国内《参考消息》关注。