近日，记者从青岛华大基因研究院了解到，国际学术期刊《细胞》以封面专辑的形式，发布了上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所和华大集团等共同主导的深渊生命科研成果。这个专辑系列成果包括1篇旗舰文章，勾勒项目全貌；3篇研究论文，分别聚焦深渊中的原核微生物、无脊椎动物（钩虾）和脊椎动物（鱼类）。这是我国科学家绘制的全球首个海洋最深生态系统图。
绘制出全球首个深渊生态系统全景图
青岛华大基因研究院是华大集团下属机构。青岛华大基因研究院院长范广益介绍，深渊水深超过6000米，是全球海洋最深的区域，代表着地球上最少被探索的极端环境。作为生命科学、地球科学与工程技术的前沿，深渊蕴含着巨大的科学价值和应用潜力。
为揭开深渊生命的神秘面纱，上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团等多家单位联合发起了马里亚纳海沟环境与生态研究计划（MEER计划）。该计划依托“奋斗者”号载人潜水器及深海生命研究领域自主可控的软硬件体系，在国际深渊科学研究领域取得突破性进展。这是中国人对海洋最深处的第一次系统性生命科学研究，相关成果阐述了深渊生命独特的生存策略，并揭示了深渊生命成为人类资源宝库的无限可能。
研究团队多次深入深渊海底探索，发现深渊微生物在最深海域超高静水压（600-1100个大气压）下的异常繁盛，揭示了深渊两种代表性宏生物与深渊微生物之间存在趋同的适应机制，即深渊存在跨越物种边界的“共适应”策略，从而串联起了独特的深渊生态系统。历时三年，科研团队通过对马里亚纳海沟采样获取的2000多份的深渊沉积物、深海鱼类及深渊钩虾样本的分析，首次获取全球首个深渊生态系统全景图。
三大发现刷新对海洋生命极限认知
此次研究取得了三大突破性发现，首先是构建了迄今最完整的深海原核微生物基因数据集。“在马里亚纳海沟里鉴定出7564个物种水平的代表性基因组，其中89.4%为尚未被报道的新物种，其多样性与全球已知海洋微生物总量相当。”范广益说，深渊微生物通过“精简型”和“多能型”两种适应策略，在深渊高压、低温、寡营养环境中异常繁盛，支撑了深渊生态系统的繁荣。同时，研究发现钩虾基因组是人类基因组的4倍多，刷新了端足目的基因组纪录。研究团队首次通过染色体水平基因组和群体遗传学分析，综合转录组、宏基因组、代谢组等多组学数据，揭示了钩虾这种万米深渊动物的群体分化、种群动态历史以及其适应深渊环境的分子机制。
此外，通过11种深海鱼类的高质量基因组的比较研究发现，深海鱼类的演化奇迹从白垩纪开始，而深渊鱼类的环境适应机制也挑战了传统理论。
青岛华大基因研究院生物信息副研究员宋跃表示：“这项研究不仅刷新了我们对深海生命极限的认知，还为高压耐受酶的应用等生物技术和深海污染评估等生态保护提供了关键线索。”
青岛华大深耕海洋生物研究
从微生物的“神秘王国”，到钩虾的“生存联盟”，再到狮子鱼的“以柔克刚”，MEER计划揭开了深渊生命神秘面纱的一角，这也成为青岛华大基因研究院众多科技成果的一个缩影。范广益表示，“华大研究院在极端环境生物适应性研究领域深耕多年，先后在Cell，Nature和Science主刊发表了南极磷虾基因组适应性进化、全球海洋微生物多样性和水熊虫极端环境耐受机制等系列突破性研究成果，解析了各类海洋极端环境的生命过程分子机制，并发掘了多个具有重要应用价值的功能基因，为极端环境生物资源的开发利用提供了重要的理论支撑和创新突破口。”
自2016年落地青岛中德生态园以来，青岛华大基因研究院依托青岛市海洋产业优势，助力海洋强市建设。关心海洋，提升海洋生物领域国际影响力。牵头成立国际海洋基因组学联盟，发布全球首个《海洋生物基因组学白皮书》，联合多国院士设立“海洋新锐奖”，弥补我国在海洋生物基因组学领域缺少权威声音空白。连续承办多届国际海洋基因组学大会。完成迄今为止最完整的海洋微生物基因数据库，海洋生物基因测序能力位居全球第一，对全球贡献度达到28%，占中国贡献的49%；积极发挥海洋前沿科学研究对产业发展的引领和带动作用，推动产业链上下游在青岛的集聚发展，先后落地6大业务板块，为青岛自贸片区和中德生态园海洋及生命科学产业发展注入新动力。
（大众新闻记者 白晓）
