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深海微生物基因組學研究組

“深海微生物基因組學研究組” 于2013年9月成立，主要開展： 1）深海原位微生物動態(tài)變化和響應機制； 2）深海環(huán)境微生物生理代謝和生態(tài)功能； 3）微生物分子進化學等研究。?

??? 研究方向

1、深海原位微生物動態(tài)變化和響應機制　　

　　一個生態(tài)域的微生物群落結構受到環(huán)境因素的影響。同時，微生物也改變并利用環(huán)境所提供的物質維持自身種群的數(shù)目和結構。一些深海微生物群落可以影響地球基本元素如碳和氮的循環(huán)。上世紀70年代開始的深海熱液區(qū)生態(tài)體系的研究揭示了化能自養(yǎng)微生物的新陳代謝特征和對于維系深海生命圈的重要意義。深海的各種典型生態(tài)域的研究還存在很大空間，如深海冷泉，泥火山和鹽鹵池。通過對群落結構的了解，可以大致推斷該生態(tài)域所進行的微生物介導生物地質活動，如甲烷氧化和金屬離子沉降等。本研究組還將通過參與中科院先導專項和借助本所深海工程的優(yōu)勢，對深淵（>6000米）的微生物群落結構進行研究。在科技部重點研發(fā)項目支持下，開展深海原位微生物實驗和探測，對連續(xù)時空下和不同因子刺激下的環(huán)境微生物的群落變化和響應機制進行原位和組學研究。

2、深海環(huán)境微生物生理代謝和生態(tài)功能

　　由于深海微生物培養(yǎng)條件苛刻，研究純培養(yǎng)菌株進行基因組研究難度極高。但是隨著高通量測序技術的進步，我們可以對整個生態(tài)域的微生物進行直接大規(guī)模測序。后續(xù)生物信息學的手段可以使我們獲得環(huán)境微生物基因組（宏基因組）的框架結構。通過對來自不同生態(tài)域的宏基因組的比較，我們可以得出微生物在基因組功能上的差異。比如，在深海和深淵環(huán)境下，微生物在進行哪些物質代謝和依靠哪些機制來耐受環(huán)境脅迫。對宏基因組功能的研究依靠生物信息學工具的熟練使用，很強的編程和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析能力。

3、微生物分子進化學研究

　　關于生命起源現(xiàn)有的學說認為，地球最早期的生命體發(fā)生于深海環(huán)境。由早期的自養(yǎng)微生物逐漸進化出林林總總的生物。所以，微生物分子進化的研究與生命起源密切相關；同生命形式如何從微生物演化出大型生物和人類密切相關。前者涉及生命現(xiàn)象的產生如何完成從無機到有機世界的過渡。這需要研究微生物在極端條件下如何利用礦物質和氧化還原梯度的問題，生物大分子在特定環(huán)境下的自我催化和合成過程，以及細胞如何完成對內部相對封閉的生命環(huán)境的構建。地球真核多細胞生物目前認為是從古菌進化而來，而何種環(huán)境壓力使它們進化出真核生物是當前一個重要的科學問題。研究深海環(huán)境中存在的不可培養(yǎng)的化能自養(yǎng)和新型未知微生物可以使我們探討從無機到有機，從原核到真核的進化過程。

　　課題組近三年主要論文

1.Li W-L,Huang J-M,Zhang P-W,Cui G-J,Wei Z-F,Wu Y-Z,Gao Z-M,Han Z.,Wang Y*. 2019. Periodic and spatial spreading of alkanes and Alcanivorax bacteria in deep waters of the Mariana Trench. Appl. Env. Microbiol. 85: e02089-18

2.Wang Y*,Huang J-M,Cui G-J,Nunoura T,Takaki Y. Li W-L,Li J,Gao Z-M,Ken T,Zhang A-Q,Stepanauskas R. 2019.　Genomics insights into ecotype formation of ammonia-oxidizing archaea in the deep ocean. Environ. Microbiol. 21:716-729.

3.Wang Y*,Gao Z-M,Li J,He L-S,Cui G-J,Li W-L,Chen J,Xin Y-Z,Cai D-S,Zhang A-Q. 2019. Hadal water sampling by in situ microbial filtration and fixation (ISMIFF) apparatus. Deep-Sea Res I. 144:132-137

4.Gao ZM,Huang JM,Cui GJ,Li WL,Li J,Wei ZF,Chen J,Xin YZ,Cai DS,Zhang AQ,Wang Y* .2019. In situ meta-omic insights into the community compositions and ecological roles of hadal microbes in the Mariana Trench. Environmental Microbiology. doi: 10.1111/1462-2920.14759

5.Huang JM,Wang Y*. 2019. Genomic differences within the phylum Marinimicrobia: From waters to sediments in the Mariana Trench. Marine Genomics. 100699

6.Huang JM,Baker JB,Li JT,Wang Y*. 2019. New microbial lineages capable of carbon fixation and nutrient cycling in deep-sea sediments of the northern South China Sea. Appl. Env. Microbiol. 85: 00523-19

7.Cui G-J. Li J. Gao Z-M,Wang Y*. 2019. Spatial variations of microbial communities in abyssal and hadal sediments across the Challenger Deep. PeerJ 7:e6961

8.He L-S,Zhang P-W,Huang J-M,Zhu F-C,Danchin A.,?Wang Y*. 2018 The enigmatic genome of an obligate ancient Spiroplasma symbiont in a hadal holothurian. Appl Env Microbiol. 84: e01965-17

9.Wang Y*,Zhu FC,He LS,Danchin A.*. 2018. Unique tRNA gene profile suggests paucity of nucleotide modifications in anticodons of a deep-sea symbiotic Spiroplasma. Nucleic Acids Res. 46:2197-2203.

10.Wu YZ,Qiu JW,Qian PY,?Wang Y* 2018. The vertical distribution of prokaryotes in the surface sediment of Jiaolong cold seep at the northern South China Sea. Extremophiles,22:499-510.

11.Wang Y*. Huang JM. 2017. LIR: A package for identification of long inverted repeats in genomes. Genomics,Proteomics & Bioinformatics,15: 141-146.

12.Gao Z-M,Zhou G-W,Huang H,?Wang Y?*. 2017. The Cyanobacteria-dominated spongeDactylospongia elegansin the South China Sea: Prokaryotic community and metagenomic insights. Front Microbiol,8: 1387.

13.Wang Y,Huang JM,Wang SL,Gao ZM,Zhang AQ,Danchin A*,He LS*. 2016. Genomic characterization of symbiotic mycoplasmas from the stomach of deep-sea isopod bathynomus sp. Environmental Microbiology,18(8):13411.

14.Wang Y,Gao ZM,Li JT,Bougouffa S,Tian RM,Bajic VB,Qian PY*. 2016. Draft genome of a bacterium in the phylum Aerophobetes (CD12) reveals a facultative lifestyle in deep-sea anaerobic sediments. Science Bulletin,61: 1176-1186.

15.Wang Y*,Li TG,Wang MY,Lai QL,Li JT,Gao ZM,Shao ZZ,Qian PY*. 2016. Archive of bacterial community in anhydrite crystals from a deep-sea basin provides evidence of past oil-spilling in a benthic environment in the Red Sea. Biogeoscience,13,6405-6417.

本課題組招聘中科院特別助理資助項目下的職位（副研究員，助理研究員和博士后）,簡歷請投wangmengying@idsse.ac.cn?