北京時間3月7日，《Cell》雜志以封面專輯形式發表了“溟淵計劃”（馬里亞納海溝環境與生態研究計劃，英文簡稱“MEER計劃”）第一階段研究成果。作為計劃的發起人和召集科學家，金沙js1005線路生命科學技術學院/微生物代謝全國重點實驗室、深部生命國際研究中心主任肖湘教授帶領團隊，依托我國自主研發的“奮斗者”號載人潛水器，在人類最少到達的極端環境——壓力高達1100個大氣壓的深淵極端環境下，實現了人類首次對深淵沉積物微生物及其生態過程的系統研究，向世界展現了一幅由中國科學家繪制的海洋最深生態系統圖。研究成果以“Microbial ecosystem and ecological driving forces in the deepest ocean sediments”為題發表在《Cell》雜志上，金沙js1005線路特聘教授肖湘、副研究員趙維殳為本文的共同第一作者兼通訊作者，生命科學技術學院博士后齊琪，博士生胡傲然、黃珊珊，超算中心林新華、海南研究院/海洋學院王景等為本文的共同第一作者，中科院深海科學與工程研究所張維佳、華大集團韓默、徐迅、劉姍姍等為本文的共同通訊作者。

首個海洋最深生態系統圖景：揭示深淵生命繁榮的生態密碼

金沙js1005線路肖湘團隊，作為全球深海高壓微生物領域極少數至今在研的科學團隊，與中國科學院深海科學與工程研究所、華大集團等國內多家科研單位共同參加了“奮斗者”號載人潛水器TS21航次，探索了馬里亞納海溝、雅浦海溝和菲律賓海盆6000-11000米水深區域，其中雅浦海溝最深點為人類首次探索，采集了包括水體、沉積物、宏生物、巖石等千余份樣本。通過對采集的1，648份沉積物樣本進行宏基因組測序，研究人員鑒定7,564個原核微生物物種，其中89.4%為未報道的新物種，這說明深淵微生物具有超乎想象的物種新穎性，盡管深淵調查區域的面積不足全球海洋的億分之一，其物種多樣性與已知的全球海洋微生物多樣性相當，說明在最深海域超高壓下微生物異常繁榮。為解釋深淵微生物的異常繁榮，肖湘團隊構建了一種新的基于宏基因組的生態分析流程，將環境生態驅動過程與微生物基因組特征和代謝偏好結合起來，發現深淵微生物通過“精簡型”和“多能型”兩種截然不同的深淵環境適應策略，支撐了高新穎性的微生物生態系統。基于大數據對深淵微生物環境適應的認知，率先突破了國際深海高壓生命研究長達40年的瓶頸。

圖1. 深淵微生物的超高新穎性和多樣性及其生態成因

構建全球唯一的深淵微生物數據庫，開放共享中國智慧

“溟淵計劃”構建的全球唯一的深淵微生物數據庫，總數據量與過去十年海洋微生物積累的總數據量相當，研究發現的深淵微生物出人意料的超高新穎性和多樣性，展現了深淵生命的新資源潛能，可能幫助人類解決當前面臨的常規環境生物資源枯竭的困境。肖湘教授在下潛到馬里亞納海溝最深點完成采樣任務后，通過水聲通訊對外發布了《馬里亞納共識》倡議，“溟淵計劃”的數據是人類不可復現的歷史記錄，代表2021年10-12月地球深淵生命的真實情況，應該將數據保留下來并對全人類共享，有待后人繼續解讀。“溟淵計劃”微生物數據集將依托國產數據庫向全球開放共享，呼吁國內外研究學者協力攻堅深淵環境與生命的重大科學問題，拓展人類對深部生命的認知邊界。

圖2.全球唯一深淵微生物數據庫（門戶網站詳見：https://www.biosino.org/mash/meer ）

本研究獲得了國家自然科學基金創新群體（41921006）、“水圈微生物驅動地球元素循環的機制”重大研究計劃集成項目（92451301、92251303）、青年基金（42106087）、國家重點研發計劃（2022YFC2805404、2022YFC2805304）的大力支持。本研究中的大數據存儲與計算均在金沙js1005線路超算中心完成，數據匯交與釋放得到中國生物信息網NODE數據庫的大力支持。

論文鏈接：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01479-X