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長期以來，海岸帶被認(rèn)為是地球上最活躍的生物地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)界急需尋找能在高溫、高鹽或強(qiáng)酸堿環(huán)境下工作的特種酶，而海岸帶本應(yīng)是尋找這些生物催化劑的天然寶庫。但由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的采樣和深度基因組測(cè)序，很多具有潛在商業(yè)價(jià)值的遺傳信息一直處于“離線”狀態(tài)。

海潮天下（Marine Biodiversity）小編讀到一篇最新研究，2026年1月13日，由來自德國馬克斯·普朗克海洋微生物研究所的瑪拉·梅克（Mara D. Maeke）與克里斯蒂安·哈森呂克（Christiane Hassenrück）領(lǐng)銜的多國研究團(tuán)隊(duì)，在《自然》旗下的《科學(xué)數(shù)據(jù)》（Scientific Data）期刊上發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于全球海岸帶微生物多樣性的研究成果，匯集了法國和智利兩國科研機(jī)構(gòu)的力量，基于長期的野外采樣與高通量測(cè)序，構(gòu)建了一個(gè)跨越地理緯度和環(huán)境梯度的海洋微生物綜合數(shù)據(jù)庫。

▲上圖：全球海洋及海岸帶宏基因組數(shù)據(jù)分布概覽。圖中灰色點(diǎn)代表已篩選的全部宏基因組測(cè)序序列（共39,191條），藍(lán)色與紅色點(diǎn)則分別標(biāo)注了峽灣（Fjords，共398條）與瀉湖（Lagoons，共126條）的樣本分布。數(shù)據(jù)檢索自歐洲核苷酸歸檔數(shù)據(jù)庫（ENA），研究通過特定檢索策略提取了截止至2025年9月8日的元數(shù)據(jù)，并根據(jù)美國國家生物技術(shù)信息中心（NCBI）分類ID及關(guān)鍵詞匹配，識(shí)別出這些分布極少的特定海岸環(huán)境樣本，突顯了當(dāng)前該領(lǐng)域研究的稀缺性。論文出處：Maeke, M.D., Hassenrück, C., Aguilar-Mu?oz, P. et al.(2026)

海岸帶作為陸地與海洋的交匯地帶，其環(huán)境復(fù)雜程度遠(yuǎn)超深海。在瀉湖（Lagoons）、峽灣（Fjords）和河口（Estuaries）這些生境中，鹽度、溫度和營養(yǎng)物質(zhì)的劇烈波動(dòng)成了常態(tài)。

盡管這些區(qū)域?qū)θ蛏锏厍蚧瘜W(xué)循環(huán)至關(guān)重要，但長期以來，科學(xué)界對(duì)它們的關(guān)注度卻存在嚴(yán)重的“偏科”現(xiàn)象。研究團(tuán)隊(duì)指出，在全球公開的海洋宏基因組數(shù)據(jù)中，涉及瀉湖和峽灣的樣本比例竟然不足0.2%。

所以，為了打破這種數(shù)據(jù)貧瘠的現(xiàn)狀，研究人員耗時(shí)數(shù)年，在法國南部的獅子灣（Gulf of Lions）、以及智利中部至巴塔哥尼亞北部的廣大海域中，一共設(shè)置了26個(gè)采樣點(diǎn)。

（圖文無關(guān)）▲上圖：褐背蝠鲼（學(xué)名：Mobula tarapacana），也叫智利鬼蝠鲼或箱鲼，是一種生活在熱帶、亞熱帶和溫暖海域的大型海洋生物。攝影：Tiago Matias（CC BY-SA 4.0）

這項(xiàng)研究的獨(dú)特之處是，它具有極高的空間代表性、時(shí)間跨度。

在法國境內(nèi)，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)部分站點(diǎn)進(jìn)行了長達(dá)一年的逐月監(jiān)測(cè)，旨在捕捉微生物群落隨季節(jié)交替而發(fā)生的動(dòng)態(tài)偏移；而在智利，采樣則覆蓋了從繁華的港口到人跡罕至的深邃峽灣。

對(duì)116份海水樣本進(jìn)行16S rRNA基因的元條形碼分析之后，研究人員鎖定了超過五萬個(gè)擴(kuò)增子序列變體（ASVs）。更具突破性的是，利用宏基因組組裝技術(shù)，他們從海水中成功還原了1372個(gè)原核生物的宏基因組組裝基因組（MAGs）。

接著，他們對(duì)這些基因組的深度挖掘，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)巨大的遺傳“盲區(qū)”：在這一基因目錄中，約有31%的功能基因是此前從未被記錄過的新序列！

這些生活在極端環(huán)境中的微生物，往往攜帶具有特殊生物活性的酶。例如，在高溫或高鹽的瀉湖中發(fā)現(xiàn)的耐鹽酶或耐熱酶，在生物醫(yī)藥、工業(yè)催化以及環(huán)境治理領(lǐng)域都展現(xiàn)出了極高的應(yīng)用潛力。此外，研究還同步記錄了水體中的溶解有機(jī)碳、葉綠素a、以及微生物的呼吸率等環(huán)境參數(shù)。

這種生物數(shù)據(jù)與理化指標(biāo)的高度集成，使得該研究除了得到了一份新的物種名錄，也形成了一份揭示生命如何響應(yīng)環(huán)境壓力的參考底本。這批數(shù)據(jù)的開放，為研究南半球與北半球海岸生態(tài)系統(tǒng)的差異提供了可能，有助于未來在全球變暖背景下預(yù)測(cè)海洋生態(tài)演變。

這項(xiàng)研究的核心目的，是建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的、包含理化背景信息的“全景式”數(shù)據(jù)庫，把這些被遺忘的生態(tài)角落重新拉回全球碳氮循環(huán)的版圖中。感興趣的海潮天下（Marine Biodiversity）讀者可以參看該研究的全文：

Maeke, M.D., Hassenrück, C., Aguilar-Mu?oz, P. et al. Metabarcoding and metagenomic data across aquatic environmental gradients along the coasts of France and Chile. Sci Data 13, 29 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06572-1

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信息源 | Maeke, M.D., Hassenrück, C., Aguilar-Mu?oz, P. et al.

文 | 盧曉雨

編輯 | 海潮君

排版 | LXY

時(shí)間 | 2026年1月

【參考資料】

https://www.nature.com/articles/s41597-026-06572-1

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